Abschlussbericht des Graduiertenkollegs (pdf) - Zentrum für ...

An Standorten mit dem Schadbild der montanen Vergilbung zeigten sich bereits früh typische Veränderungen
an den Thylakoidmembranen, die zu einer allgemeinen Schädigung des Baumes führen können. Es konnte
aufgezeigt werden, daß nicht nur ein deutlicher Chlorophyllabbau, sondern auch eine Reduzierung im
Gehalt verschiedener Redoxkomponenten (QB-Protein, Cyt f) vorliegt. Diese Veränderung im Gehalt der
Redoxkomponenten kann über das Ausmaß des Chlorophyllabbaus hinausgehen. Dadurch ändert sich die
Stöchiometrie in den Thylakoidmembranen. Das QB-Protein reagiert bereits frühzeitig relativ stark auf
Schädigung, während der Gehalt an P700 auch in deutlich geschädigten Fichten nur im gleichen Verhältnis
wie das Chlorophyll reduziert wird. Damit stellt das Verhältnis von PS II : PS 1 (QB-Protein : P700)
einen guten Schadindikator dar. An Messungen des QB-Proteins und des Cyt f-Gehaltes konnte weiterhin
festgestellt werden, daß diese Komponenten bereits auf Streß bzw. beginnende Schädigung reagieren, so
daß sie frühzeitig eine Schädigung der Thylakoidmembranen anzeigen.
Ozon in Kombination mit Magnesiummangel konnte als wichtiger Verursacher der Neuartigen Waldschäden
bestätigt werden. Die Bäume scheinen allerdings hinsichtlich des Auftretens von Schäden einen gewissen
” Schwellenwert“ zu besitzen. Unterhalb des Schwellenwertes finden sich nur wenige Stress- bzw. Schadreaktionen,
oberhalb des Schwellenwertes zeigen die Pflanzen Schädigungen auf breiter physiologischer Basis.
Dies gilt auch für die gemessenen Redoxkomponenten in den Thylakoidmembranen. Es ist anzunehmen,
daß die Höhe des Schwellenwertes genetisch fixiert ist.
In der Schadausprägung reagieren Eichen bezüglich ihres Photosyntheseapparates in vergleichbarer Weise
wie Fichten. Die Schädigung des Photosyntheseapparates erfolgt frühzeitig. Zusammen mit dem Chlorophyllabbau
findet - wie bei Fichten - eine Reduktion der Photosynthesekomponenten statt, wobei die
gemessenen Parameter unterschiedlich stark von der Schädigung betroffen werden.
Die durchgeführte Dolomitkalkung scheint bei einer schlechten Mineralversorgung im Mangelbereich nicht
nur eine stabilisierende, sondern auch eine regenerierende Wirkung auf den Photosyntheseapparat und
damit auf den Vitalitätszustand der Bäume zu besitzen. Die Kalkungswirkung tritt bei älteren Bäumen
jedoch verzögert erst nach einigen Jahren auf.
8.1.11 Biochemische Schadinidkation der neuartigen Waldschäden bei Fichten
Bearbeiterin: Dr. Sabine Tietz-Siemer
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. A. Wild
Im Sommer 1991 wurden in Nordrhein-Westfalen 20 Fichtenbestände hinsichtlich ihrer Schädigung untersucht.
Das Schadausmaß wurde dabei neinerseits mit den okularen Kriterien der Waldschadenserhebung
(Nadelverlust und Nadelvergilbung) und andererseits mit biochemischen Parametern in den Nadeln ermittelt.
Diese als Biomarker bezeichneten biochemischen Parameter ändern sich gleichsinnig mit dem
Schädigungsgrad der Bäume und stellen ein Maß für die Schädigung dar. Eine Gegenüberstellung der beiden
Schadansprachen sollte zeigen, inwiefern Biomarker eine sinnvolle und notwendige Ergänzung für eine
differenziertere Beurteilung der neuartigen Waldschäden bei Fichten darstellen.
In den Nadeln der 20 Fichtenbestände wurden eine Reihe von physiologisch-biochemischen Parametern
als Biomarker untersucht, die sich in zahlreichen Freilanduntersuchungen als geeignet erwiesen, den
Schädigungsgrad der Bäume wiederzugeben. Dazu gehören u.a. der Gesamt-Chlorophyllgehalt, der Gehalt
der Redoxkomponente Cytochrom f der photosynthetischen Elektronentransportkette in den Chloroplasten
und der Magnesiumgehalt sowie die PEPC-Aktivität und die Gehalte an Putrescin und Ascorbat.
Diese Parameter wurden in den 2-jährigen Nadeln der beernteten Fichten untersucht und der Schadstufe
der Bäume, die in der jährlich durchgeführten Waldschadenserhebung der Bundesrepublik Deutschland
ermittelt wurden, gegenübergestellt.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, daß besonders die PEPC-Aktivität der Nadeln einen geeigneten
Indikator für die Schädigung bei Fichten darstellt. Dieses Ergebnis wurde durch die vorliegenden Untersu-
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