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Forstwissenschaftliches Centralblatt

, Volume 107, Issue 1, pp 348–357 | Cite as

Die Wirkung von Säure und Aluminiumionen auf den Nährelementgehalt und den histologischen Zustand nichtmykorrhizierter Fichtenwurzeln (Picea abies [L.] Karst.)

  • A. Vogelei
  • G. M. Rothe
Article

Zusammenfassung

Dreijährige Fichten wurden 2 Jahre lang in einer Sprühhydrokultur gehalten und anschließend 6 Monate lang mit Nährlösungen behandelt, die den Lysimeterlösungen unter Fichte im Solling entsprachen, wobei die pH-Werte auf 5.0, 3.5 und 2.5 eingestellt wurden. Ein Teil der Nährlösungen mit pH 3.5 bzw. 2.5 wurde mit 1 oder 2 mmol Aluminium pro Liter angereichert. Die Ca- und Mg-Werte der Nadeln und Wurzeln sanken unter Säure- und Aluminiumsereß nicht unter die Mangelgrenzen, auch wenn die Gehalte beider Elemente um bis zu 35% abnahmen. Weitere Veränderungen wurden für Kalium, Phosphor und Aluminium beobachtet.

Alleine durch Säurestreß kam es an den Feinstwurzeln zu Auflösungen der peripheren Wurzelzellwände („Säurelöcher”), Destruktion der Calyptra und Auflösungen des Wurzelmeristems, in einigen Fällen zum Kollabieren des Phloems. Aluminium verstärkte die Schäden und führte zusätzlich zu einem Anschwellen der Wurzelspitzen und zur Versprödung der Wurzelzellwände. Die Ursachen für die beobachteten Wurzel- und Sproßschäden werden im Hinblick auf Nährelementmangel und Störungen des Wasserhaushaltes diskutiert.

Impact of acid and aluminum on nutrient contents and histology of non-mycorrhizal spruce (Picea abies (L.) Karst) roots

Summary

Three-year old spruce were cultivated in a spray-hydroculture system for two years. Subsequently they were treated for 6 months with a nutrient solution similar in composition to an average lysimeter solution obtained for three years under spruce in the Solling hills. The nutrient solution was titrated to pH 5.0, 3.5, and 2.5; the pH 3.5- and pH 2.5-solutions were partly enriched with 1 or 2 mmol aluminum per liter. The Ca- and Mg-contents of current-year needles and very fine roots were found to decrease up to 35% under acid and aluminum treatment; however, the concentrations did not fall below the threshold concentrations of nutrient deficiency reported in the literature. Besides, in the needles the concentrations of K and P increased under acid and Al-stress while in the very fine roots only the P-concentrations increased but not the K-concentrations. Acid stress led to injuries of the peripheral root cells, lysis of their cell walls, destruction of the calyptra and damages of the meristematic root tissues. In some cases the phloem collapsed. The damages caused by acid nutrient solutions were intensified under the treatment of aluminum. On the other hand, aluminum specifically caused a swelling of the root tips and a distinct decrease in the flexibility of the cell walls. The causes for the observed root and shoot damages are discussed in view of nutrient deficiency and water stress.

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Copyright information

© Verlag Parey 1988

Authors and Affiliations

  • A. Vogelei
    • 1
  • G. M. Rothe
    • 1
  1. 1.Institut für Allgemeine BotanikJohannes Gutenberg-UniversitätMainz 1

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