Bericht zum Forschungsvorhaben "Die Assimilation von Kohlenstoff und Stickstoff und der Assimilattransport in Coniferen unter dem Einfluss von Luftschadstoffen. Enzymologische und transportphysiologische Untersuchungen." Teil 1

1990

64 S.

40 Lit. Ang.

Bandaufführung

59277

Da Ozon als einer der moeglichen Ausloeser der "neuartigen Baumschaeden" gilt, weil es in der Biosphaere vor allem aus den zunehmend in die Atmosphaere emittierten NOx-Gasen und Kohlenwasserstoffen entsteht, sollte unter Labor- bzw. Gewaechshausbedingungen der Einfluss einer mehrwoechigen Ozonbegasung auf die Photosyntheseleistung und die Assimilatverteilung in 4- jaehrigen Pflanzen von Picea abies untersucht werden. Die Pflanzen wurden im Kalthaus unter Reinstluft bzw. in den Expositionskammern unter 100 ppb und 200 ppb O3 fuer 6 Wochen gehalten, danach ueber einen der Seitentriebe photosynthetisch 14CO2-pulsmarkiert und nach einer anschliessenden Chase- Periode von 7 Tagen in einzelne Abschnitte zerlegt, die nach geeigneter Extraktion analysiert wurden. In einem Vorlaufprojekt mit unbehandelten Pflanzen von Picea abies und Pinus sylvestris hatten sich physiologischer Versuchsplan und Analytik als brauchbar erwiesen. Jeweils eine Versuchsserie mit je 3 x 8 Pflanzen wurde im Mai, im August und im Oktober durchgefuehrt. Der Vergleich von O3-exponierten und Kontroll-Pflanzen brachte folgende Ergebnisse: 1. Exposition mit 200 ppb Ozon fuehrt innerhalb von 6 Wochen zu einer sich von Mai bis Oktober staerker auspraegenden Absenkung der Nettophotosynthese (um ca. 35 %). Unter 100 ppb Ozon ist eine Absenkung nicht nachzuweisen. Weder im Chlorophyllgehalt noch im Verhaeltnis Chlorophyll a / b ist ein Unterschied festzustellen. Die Nettophotosyntheserate der Kontrollpflanzen liegt bei etwa 50 Mymolen CO2.g- 1 Frischgewicht .h-1 (20 Grad Celcius, 800 MyE.m-2.sec-1). 2. Sieben Tage nach dem Pulsexperiment sind etwa 30 % des gesamten in der Pflanze vorhandenen 14C ausserhalb des urspruenglich 14C-markierten Triebes erjaehriger Nadeln nachzuweisen. Im Mai wird unter 200 ppb Ozon absolut wie relativ weniger 14C aus den markierten Nadeln austransportiert als unter Reinstluft. Im Oktober ist der Betrag an wiedergefundenem 14C unter beiden O3-Konzentrationen geringer als bei den Kontrollpflanzen, was fuer erhoehte Atmungsverluste spricht. 3. Deutliche Unterschiede in der Markierung der "Rueckstandsfraktion" erkennt man in der August-Serie; in den verbrauchenden "sink"-Geweben und Organen Wurzel, Rinde und Holz ist bei ozonexponierten Pflanzen relativ weniger 14C im Rueckstand enthalten. Dies kann als Indiz fuer eine Stoerung der Biosynthesen in diesen Pflanzenabschnitten gedeutet werden. Fuer die "Lipophile Fraktion" (=Chloroform-Extrakt) wird kein Unterschied erkannt. 4. In ozonexponierten Pflanzen ist der 14C Gehalt der organischen Saeuren + Zuckerphosphate noch nach 7 d Chase erhoeht, und zwar in ("source") Nadeln wie in Rinde und Wurzel (deutlich in der Oktober-Serie) . Die Fraktion wird noch naeher analysiert. 5. Abgesehen von interessanten Unterschieden im Zuckergehalt der Pflanzen zu den einzelnen Versuchsperioden faellt der verringerte ...