Morphologische und physiologische Schaedigungen des Mykorrhiza-Wurzel-Systems bei der Buche als Folge von Bodenbelastungen und Moeglichkeiten der Regeneration

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Untersuchungen zur Vergilbung einer Fichte auf montanem, durch Mg-Mangel und Ozonbelastung gekennzeichnetem Standort Ergebnisse der 2. Freilandstudie am Standort Freudenstadt/Schoellkopf (1993-1996)

Based on the interdisciplinary study at Schoellkopf mountain (Central Black Forest near Freudenstadt, 840 m a.s.l., 1989-1991) a second study was performed at this site in 1993-1996. This study aimed to establish the sequence of events which occur during the process of needle yellowing, the effect of Mg fertilization and defined shading on these events and the reaction of the needles to episodes of enhanced ozone pollution. During vegetation periods, the needles of a yellowing and an apparently healthy spruce tree (Picea abies (L.) Karst.) were analysed every two to three weeks with respect to their nutrition element, chlorophyll and carotenoid content. Various parameters of chlorophyll fluorescence, properties of the photosystem II proteins, stability of the LHC II antenna complex, metabolites and enzymes of the carbohydrate and nitrogen metabolism were also examined. Investigations of electron microscopic structure of the chloroplasts and central cylinder were included in the study. The ground-water level below the trees was continuously monitored and chemical properties of the soil were determined before and after fertilization with Mg-sulphate. Early stages of the yellowing process were characterized by a rapid decrease of the chlorophyll content. Most of the other parameters changed more slowly and the changes continued in the yellow needles. The results suggest that the yellowing process at the Schoellkopf site may be due to the combined action of Mg deficiency and ozone pollution. The yellowing process appears to proceed slowly under Mg deficiency but is accelerated by enhanced levels of ozone. (orig.)Am Ort der 1989-1991 durchgefuehrten interdisziplinaeren Freilandstudie (Schoellkopf, Mittlerer Schwarzwald, 840 m ue. NN) erfolgte 1993-1996 eine zweite Studie, in der bei einer Fichte mit typischen Vergilbungssymptomen die zeitliche Aufeinanderfolge von Vorgaengen, die im Lauf des Vergilbungsprozesses auftreten, die Auswirkung von Mg-Duengung und definierter Beschattung auf diese Vorgaenge und die Reaktion der Fichte auf Episoden erhoehter Ozonbelastung untersucht wurde. In zwei- bis dreiwoechigem Abstand wurden die Nadeln einer vergilbenden und einer symptomfreien Fichte (Picea abies (L.) Karst.) anhand diverser Parameter charakterisiert, wie z.B.: Naehrelement-, Chlorophyll- und Carotinoidgehalt, Parameter der Chlorophyll-Fluoreszenz, Eigenschaften von Proteinen des Photosystems II, Stabilitaet des Antennenkomplexes LHC II, Metabolite und Enzymaktivitaeten des Kohlenhydrat- und Stickstoff-Stoffwechsels, Struktur der Chloroplasten und des Zentralzylinders. Ausserdem wurde der Grundwasserstand unter den Baeumen kontinuierlich gemessen und die chemischen Eigenschaften des Bodens vor und nach Duengung mit Mg-Sulfat analysiert. Erste visuell erkennbare Vergilbungssymptome traten zumeist als Vergilbungsschuebe, verbunden mit einer starken Abnahme des Chlorophyllgehalts, auf. Daneben lief eine Vielzahl von Aenderungen in den Nadeln ab, die langsam einsetzten und sich in den vergilbten Nadeln mehr und mehr auspraegten. Die Befunde legen nahe, dass der Vergilbungsvorgang am Schoellkopf auf die kombinierte Wirkung von Mg-Mangel und Ozon-Belastung zurueckzufuehren ist, wobei Episoden hoher Ozon-Belastung die unter Mg-Mangel auftretende Vergilbung beschleunigen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RO 2590(165) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekLand Baden-Wuerttemberg, Stuttgart (Germany)DEGerman