Der Einfluss von Luftschadstoffen und bodenchemischen Faktoren auf den Stoffwechsel von Aminosaeuren in Nadeln der Fichte (Picea abies (L.) Karst.) . Abschlussbericht des Forschungsvorhabens

1992

48 S.

48 Lit. Ang.

Bandaufführung

60061

Der Stoffwechsel von Aminosaeuren in Fichtennadeln unter dem Einfluss von Schadstoffen (Stickstoffzufuhr, O3, SO2, NO2) wurde an Fichten (Picea abies (L.) Karst.) untersucht, die einerseits aus Freilandbestaenden (Klever Reichswald; Ammoniumbelastung) stammten, andererseits aus Kammerversuchen der Landesanstalt fuer Immissionschutz des Landes NRW (LIS; Stickstoffzufuhr, O3, SO2, NO2, unterschiedliche Bodensubstrate) und der Gesellschaft fuer Strahlen- und Umweltforschung Muenchen-Neuherberg (GSF; O3, SO2, NO2). Die Ergebnisse weisen auf synergistische Effekte der Bodenqualitaet, der Stickstoffbelastung und dem Einfluss von Schadgasen hin, die sich in stark erhoehten Konzentrationen verschiedener Aminosaeuren widerspiegeln. Im Kammerversuch der LIS zeigte sich, dass in Abhaengigkeit von der Stickstoff-Dosis vorwiegend basische Aminosaeuren akkumulieren. Infolge der Begasung mit O3 und SO2 nahmen dagegen die Konzentrationen der sauren Aminosaeuren sowie Glutamin, GABA, Serin, Threonin und Glycin zu. Bei Begasung und hoher Stickstoff-Konzentration wurden bei Glutamat, Glutamin und GABA synergistische Effekte beobachtet. Die Qualitaet des Bodensubstrates beeinflusste vor allem die Wirkung der Stickstoffzufuhr auf den Aminosaeuregehalt. Die Aktivitaeten einiger Schluesselenzyme des Aminosaeurestoffwechsels, der Gluatamatdehydrogenase (GDH), Glutaminsynthetase (GS), Glutamatsynthase (GOGAT) und der Arginase waren sowohl in Abhaengigkeit von der Stickstoff- als auch von der Schadgaszufuhr signifikant erhoeht. Die deutlichsten Effekte zeigten sich in einer, i.w. durch O3 bewirkten, drastisch erhoehten Phosphoenolpyruvat-Carboxylase (PEP- Carboxylase)-Aktivitaet, der eine anaplerotische Bedeutung im Aminosaeure- Stoffwechsel zukommen koennte. Die PEP-Carboxylase-Aktivitaet ist moeglicherweise ein Fruehindikator fuer Schadstoffbelastungen und den damit verbundenen Stoffwechselveraenderungen in der Fichtennadel. Die Ergebnisse der Kammerversuche der GSF bestaetigen i.w. die der LIS. Es fiel eine deutliche Korrelation zwischen den Aminosaeuren Glutamat, Glutamin, Prolin, Arginin und allen gemessenen Enzymaktivitaeten auf. Auch hier sind die deutlichsten Effekte bei den PEP-Carboxylase-Aktivitaeten zu beobachten. Bei Fichten im Klever Reichswald wurde ebenfalls eine Korrelation zwischen den Konzentrationen der Aminosaeuren in den Nadeln und dem Stickstoff-Gehalt des Bodens festgestellt. Mit zunehmendem Ammoniumgehalt akkumulieren vor allem die basischen Aminosaeuren. Bei steigenden pH-Wert im Boden verminderte sich deren Konzentrationen.