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Die Wirkung von Photooxidantien auf Sommerweizen (Triticum aestivum L. Star)

Gaswechselmessungen während der Begasung mit Ozon, PAN und H2O2 im Labor
  • Jürgen Maguhn
  • Helmut Selinger
  • Alexander Ziegler-Jöns
  • Dietmar Knoppik
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Zusammenfassung

Die Wirkung von Kurzzeit-Begasungen mit den peroxidischen PhotooxidantienOzon (O3),Peroxyacetylnitrat (PAN) undWasserstoffperoxid (H2O2) auf den Gaswechsel von Weizenblättern wurde untersucht. Zwei Arten von Experimenten sind zu unterscheiden: Im ersten wird die Begasung bei atmosphärischem CO2-Partialdruck (350 μbar) durchgeführt, und die Assimilations- und Transpirationsraten werden simultan verfolgt. Im zweiten Experiment wird der Einfluß der Begasung auf CO2-Sättigungskurven bestimmt, aus denen charakteristische Photosyntheseparameter berechnet werden können. Diese Methode ermöglicht Aussagen über die Wirkung auf die Photosynthese als Ganzem als auch auf die wesentlichen Teilreaktionen innerhalb des Photosyntheseapparates. Ozon in Konzentrationen von 260–280 ppb verursacht primär eine Störung des Photosyntheseapparates, wobei die Carboxylierung in etwa so stark betroffen ist wie der Elektronentransport.PAN (120 ppb) reduziert die Assimilation, was zum großen Teil auf einen Stomataschluß zurückzuführen ist. H2O2 beeinflußt den Gaswechsel nur in Konzentrationen über 1 ppm, wobei die Reduktion der Assimilationsrate einen fast ausschließlich stomatären Effekt darstellt. Alle drei Schadgase erhöhen die Respirationsrate, was auf die Aktivierung von Entgiftungs-und Reparaturmechanismen hinweisen könnte.

Effects of photooxidants on spring wheat (Triticum aestivum L. cv. Star)

Gas-exchange measurements during laboratory fumigation with ozone, PAN, and H2O2

Abstract

The effect of short-time fumigation with the peroxidic photooxidants ozone, peroxyacetyl nitrate (PAN), and hydrogen peroxide (H2O2) on the gas exchange of wheat leaves was investigated. Two types of experiments are to be distinguished:
  1. 1.

    Fumigation is carried out at atmospheric CO2 partial pressure (350 μbar) and the assimilation and transpiration rates are followed simultaneously.

     
  2. 2.

    The alteration of CO2-response curves by fumigation is determined; from this, characteristic photosynthetic parameters can be calculated.

     

With this method, statements about the reaction of both photosynthesis as a whole and specific reaction sites within the most important photosynthetic processes are possible. Ozone in concentrations of 260–280 ppb causes a primary perturbation of the photosynthetic apparatus, whereby the carboxylation rate is affected to nearly the same extent as the electron-transport rate.PAN (120 ppb) causes a reduction in the assimilation rate, primarily due to the closing of the stomata. H2O2 affects the gas exchange only in concentrations of above 1 ppm, whereby the reduction of the assimilation rate represents an almost pure stomatal effect. All three fumigants cause an increase in the respiration rate, which may point to an activation of detoxification and repair mechanisms.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1994

Authors and Affiliations

  • Jürgen Maguhn
    • 1
  • Helmut Selinger
    • 2
  • Alexander Ziegler-Jöns
    • 2
  • Dietmar Knoppik
    • 2
  1. 1.GSF-Institut für Ökologische Chemiec/o Lehrstuhl für Ökologische Chemie der TU München-WeihenstephanFreising
  2. 2.Lehrstuhl für Physik WeihenstephanTechnische Universität MünchenFreising

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