Pigmentgehalte und Gaswechsel von Tief- und Hochlagenfichten nach chronischer Ozonbelastung

Zusammenfassung

Vierjährige Fichten (Picea abies [L.] Karst.) österreichischer Tief- und Hochlagenprovenienzen wurden in Klimakammern zwölf Wochen lang kontinuierlich mit 120 ppb Ozon bzw. mit ozonfreier Luft begast. Die Ozonbelastung führte bei gleichzeitigem leichtem Nährstoffmangel zu ähnlichen Symptomen, wie sie bei den neuartigen Waldschänden als “akute Vergilbung” beschrieben wurden. Die Gehalte an Chlorophyll a+b, Carotin und Xanthophyll waren im Mangelbereich vom Nährstoffgehalt abhängig. Ozon führte zu weiteren Pigmentverminderungen, hatte aber nur wenig Einfluß auf die Pigmentquotienten.

Die Ozonbegasung führte bei Tieflagenprovenienzen zu größeren Pigmentverlusten als bei Hochlagen-herkünften, wobei vorjährige Nadeln empfindlicher reagierten als diesjährige. Der geringere Pigmentverlust der Hochlagenfichten könnte eine Anpassung an die höheren Ozongehalte am Standort darstellen. Ozon reduzierte die Photosynthese bei Tief- und Hochlagenfichten in ähnlichem Ausmaß. Innerhalb aller Provenienzen gab es jedoch individuelle Unterschiede in der Ozonempfindlichkeit: Bäumchen, die nach vier Wochen hohe Gaswechselraten hatten, wiesen am Ende des Experimentes deutliche Photosynthese- und Pigmentreduktionen auf, während solche mit niedrigen Gaswechselraten durch Ozon kaum beeinflußt wurden. Neben möglichen Resistenzunterschieden schien die größere Ozonempfindlichkeit vor allem auf der stärkeren stomatären Ozonaufnahme der Nadeln zu beruhen.

Summary

Four-year-old spruce of Austrian low- and high-altitude provenances were fumigated continuously with 120 ppb ozone or with ozone free air for twelve weeks in climate chambers. Ozone treatment in combination with a slight nutrient deficiency led to similar symptoms as those reported for “acute yellowing”, a form of the novel forest decline. The content of chlorophyll a+b, carotene, and xanthophyll decreased with beginning nutrient deficiency. Ozone, however, caused an additional pigment reduction but had only little effect on alterations of the pigment quotients.

The pigment losses due to ozone were greater in low- than in high-altitude provenances, needles from the preceding year reacting more sensitively than current-year needles. The smaller pigment loss in spruce of high-altitude origin could possibly reflect an adaptation to the naturally higher ozone levels at its habitat. Ozone reduced photosynthesis in spruce of both origins to a similar extent. However, there were differences in the ozone sensitivity of individuals within all provenances. Plants with high gas exchange rates after four weeks showed distinct reductions of net photosynthesis and of pigments at the end of the experiment, while those with low gas exchange rates were almost uneffected by ozone. Beside of possible differences in O₃-resistance, the higher ozone sensitivity seemed to be based on the higher ozone uptake of the needles.