Untersuchungen zum Einfluß niedriger Blei-Applikationen bei verschiedenen pH-Regimen auf Fagus sylvatica-Keimlinge in Hydrokultur

Göttingen

1996

175 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

99971

Junge Buchenkeimlinge wurden nach der Keimung im Freiland gesammelt, in der Klimakammer in Sand vorkultiviert und nach einer Adaptationsphase in Lösungskultur bei vier verschiedenen pH-Behandlungen und vier verschiedenen Blei-Applikationen behandelt. Die Blei-Applikationen lagen im Bereich der in Bodenlösungen vorkommenden Blei-Ionen-Konzentration und betrugen 0, 0.5, 1.0 und 2.0 ömol·l-Ü. Die pH-Behandlungen waren: pH der frischen Nährlösung gleich 3.5 und 4.5, jeweils mit und ohne Citrat/Citronensäure-Puffer. Es wurde ein vollständiges Versuchsdesign dieser beiden Faktoren mit insgesamt 16 verschiedenen Behandlungsvarianten durchgeführt. Die statistische Auswertung wurde mit Hilfe varianzanalytischer, kovarianzanalytischer und nicht-parametrischer Verfahren durchgeführt. Der Konsum der Nährlösung durch die jeweils vier Pflanzen eines Versuchsgefäßes wurde als Reaktionsparameter behandelt, die Nährlösung entsprechend des Konsums der Pflanzen ersetzt. Während der gesamten Versuchszeit wurde der pH-Wert der Nährlösung, der Nährlösungskonsum und der Zuwachs der Pflanzen protokolliert. Nach Ablauf des Versuchs wurde mit Hilfe eines nicht-destruktiven Verfahrens die Wurzeloberfläche ermittelt. Mit jeweils einer Pflanze je Gefäß wurde eine Wurzelextraktion mit Bariumchlorid, Calciumchlorid, Citrat und EDTA durchgeführt. Diese diente dazu, sämtliches desorbierbare Blei von der Wurzel zu entfernen, um so ein Maß für die Blei-Stoffmenge zu erhalten, die von der Wurzel aufgenommen wurde, oder physiologisch inaktiviert war. Die Gesamtdauer der Extraktion betrug 150 min. Nach Feststellung morphometrischer Parameter wie Durchmesser des Sprosses, Sproßlänge, Frischgewicht der Pflanze und der Einzelkompartimente, Blattfläche, Blattanzahl, Anzahl der Knospen wurden die Pflanzen in insgesamt 9 Kompartimente geteilt: vier gleich lange Wurzelabschnitte, drei jeweils gleich lange Sproßachsen-Segmente, Blätter und Knospen. Durch diese Kompartimentierung sollte der Transportweg des Blei verfolgt werden. Nach der anschließenden Verarbeitung (Trocknung, Homogenisierung der Proben) der Pflanzen wurde der Elementgehalt in den Einzelkompartimenten mit Hilfe des AAS gemessen. Gemessen wurden Pb, K, Ca und Mg. Die ermittelten Wirkungen der pH-Behandlung und der Blei-Applikation waren vielfältig und auf mehreren Ebenen zu beobachten: Reduktion der Transpiration, Reduktion des Zuwachses, Veränderungen des Sproß/Wurzel-Verhältnisses und Verschiebungen der Nährelementgehalte. Die Aufnahme von Blei konnte bilanziert werden und der Weg des Blei in der Pflanze verfolgt werden. Die Bedingungen für eine Blei-Aufnahme, eine Translokation von Blei und die Wirkungen, die durch Blei-Ionen an z.B. Membranen hervorgerufen werden können, wurden diskutiert. Insbesondere die seit wenigen Jahren bekannten Aquaporine, selektive Wassertransportproteine, werden als Wirkungsorte einer Behinderung des Wasserhaushalts durch Blei-Ionen diskutiert. Die Art der Stickstoffernährung und die Konsequenzen für die Nährelementverteilung in Pflanzen, die Entwicklung des pH-Wertes der Nährlösung und die Mobilität von Stoffen, die im Xylem transportiert werden, wird diskutiert. Insgesamt zeigten die untersuchten Pflanzen schon bei diesen niedrigen Blei-Applikationen Wirkungen, die eng mit der pH-Behandlung zusammenhängen, und nach Ansicht des Autors die Vitalität der Keimlinge beeinträchtigen. Die Wirkungen werden in den Zusammenhang des Problems der natürlichen Buchenverjüngung gestellt.