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Nutzpflanzenwissenschaften (Subject) / Prüfungsfragen (Lesson)

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• Sind Massenfluss und Diffusion auch in der Pflanze relevant ? Ja Diffusion vorwiegend bei rel. niedriger Konzentration in der Bodenlösung, z.B. K+, NH4+, H2PO4- Massenfluss dominiert bei rel. hoher Konzentration in der Bodenlösung, z.B. Ca2+, Mg2+, NO3-,SO42-
• Was ist die Rhizosphäre, was sind Rhizodepositionen ? Die Rhizosphäre ist der von der Pflanze beeinflusste Bodenbereich: Wurzeln Die Rhizodeposition ist die Abgabe Organischer Stoffe (C) durch die Wurzeln in den Boden
• Was ist der Symplastische Weg der Nährstoffaufnahme, welche radialen Zellschichten spielen dabei eine wichtige Rolle ? Symplastischer Weg = Transport von Zelle zu Zelle über Plasmodesmen Wurzelhaar -> Rindenparenchym -> Endodermis -> (Phloem) -> Xylem
• Wie berechnen Sie Stickstoffnutzungseffizienz ? NUE = Kornertrag / verfügbarer N im Boden (NUpE x NUtE)
• Nennen Sie Komponenten der Stickstoffeffizienz ! Nährstoffnutzungseffizienz (NUE), das Produkt von NUpE (uptake) und NUtE (utilization) Stickstoff im BodenNUpE (n uptake) = Spross N /verfügbarer N im BodenPflanze N - N AssimilationNUtE (N uptake, N remobilization) = Kornertrag / Spross NKornertrag
• Was sagt das Wurzel / Spross Verhältnis über den Ernährungszustand der Pflanze ? Das N-Angebot verändert das Wurzel- Spross-Verhältnis und Wurzelmorphologie=> Wurzel-Spross-Verhältni nimmt zunehmendem N-Angebot zu!! je größer N-Angebot, desto größer und dunkler ist Spross, kleiner und dichter die Wurzel aber generell nimmt Gesamtwurzel-Biomasse mit N-Angebot zu-> da insgesamt weniger Photoassimilate zur Verfügung stehen (hellgrün: chloritisch: wenig Chlorophyll, hell)
• Wie wirkt sich die Ernährung einer Pflanze durch Ammonium oder Nitrat auf die Rhizosphäre aus ? Dringen besonders tief ein und versauern besonders weitläufig den Boden
• Wie wirkt sich die Ernährung einer Pflanze durch Ammonium oder Nitrat auf die Rhizosphäre aus ? Die anorganischen Stickstoffverbindungen Ammonium und Nitrat werden von Pflanzen und Mikroorganismen aufgenommen und zum Aufbau von stickstoffhaltigen organischen Verbindungen, zum Beispiel Proteinen und Nukleinsäuren, verwendet. Um daran zu gelangen muss sich Rhizosphäre ausbreiten, v.a in Breite für NO3- bis 40mm in Breite
• Nennen Sie die drei wichtigsten Enzyme bei der Stickstoffassimilation ! Nitratreduktase (Zytosol) Nitritreduktase (Plastid) Glutaminsynthetase
• Welche drei treibenden Kräfte bestehen für Wasser in der Pflanze ? Transpiration im Blatt Hydraulischer Druck im Xylem Osmotisches Potential in der Wurzel
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• Benennen und erläutern wichtige Entwicklungsstadien von Getreide Makrostadium 0: Keimung1: Blattentwicklung/Jugendentw.-> Aufbau erster Nährstoffaufnahme- und Assimilationsorgane (Keimung, Blattbild.)2: Bestockung -> verstärkte Entwicklung dieser Organe3 Schossen4Ähren-/Rispenschwellen/-ausbildung-> Stoffproduktion zur Anlage von Speicherorganen (-> Schossen bis Ährenschieben)5 Ähren-/Rispenschieben6 Blüte-> Auffüllung der Speicherorgane (Körner) mit Reservestoffen (-> ab Blüte)7-9 Frucht- und SamenReife 
• Welche Bedeutung haben die Entwicklungsstadien BBCH 25, 32, 49, 65 bei Getreide für die Bestandesführung? BBCH 25: Bestockung, N-Düngung zur Förderung der Bestockung und der Entwicklung leistungsfähiger Seitentriebe BBCH 32: Schossen, N-Düngung zur Einschränkung der Seitentriebreduktion und zur Förderung der Kornzahl/Ähre durch die Erhöhung der Fertilität der Ährchen und durch Einschränkung der Blütchen- und Ährchenreduktion BBCH 49: Ähren-/Rispenschwellen Grannen werden sichtbar danach tritt Ähre aus BBCH 65: BlüteMitte Blüte: 50% reife Staubgefäße
• Welche relevanten Entwicklungsstadien kennen sie bei andern Kulturarten Aufhebung der Keimruhe Wachstum: Zellteilung (Mitose), teilungsfähige Gewebe (Meristme) embryonaler Ertragsaufbau Schossen  Knospenschieben Blüte Reifestadtien Ernte
• Woraus bestehen Zellwände, woraus bestehen Zellmembranen ? Zellwand Hauptkomponente: Zellulose aus Mikrofibrillen Membran: Phospholipide und Glukolipide 
• Welche Nährstoffe sind Phloem-mobil, welche mobil im Xylem ? Phloem: N, P, K, Mg, Cl, Saccharose, AS Xylem: H2O, CO2, O2 -> osm. wirksame Substanzen-> Munsch'che Drückstromtheorie 
• Was sagt die Phloemmobilität eines Nährstoffs über visuelle Symptome der Pflanze bei Mangel aus ? mobil: oben grün unten gelb (Symptome an älteren Blättern) teils/bedingt mobil (Symptome meist an jüngeren Blättern):nicht mobil (Symptome an jüngeren Blättern):                               unten grün, oben gelb
• Was sind die Substrate und Produkte der Lichtreaktion der Photosynthese ? Substrat: H2O, Licht, NADP, ADP Produkte: O2, NADPH, ATP
• Was sind die Substrate und Produkte der Dunkelreaktion der Photosynthese ? Substrate: CO2, ATP, NADPH Produkte: CH2O (Zucker), ADP + P, NADP
• Geben Sie ein Beispiel für eine Reduktionsreaktion an ! CH4 (Methan) + 2O2 -> CO2 + Energie + 2H2O Methan -> Kohlendioxid: Oxidation (e-Abgabe) Sauertoff -> Wasser: Reduktion (e-Aufnahme) Reduktion: Fe + 2e- -> Fe2+
• Was ist der Calvinzyklus ? CO2-Fixierung im Calvin Zyklus: Aufbau von Zuckern (Glucose)
• Geben Sie ein Beispiel zur Erklärung des Begriffs „Sinkstärke“. Geben Sie ein Beispiel für einen physiologischen Prozess mit Source-Limitierung und Sink-Limitierung. Sinkstärke:kompetitive Fähigkeit eines Organs Photoassimilate und Mineralstoffe zu importierenz.B. Wurzel  Source-Limitierung:begrenzte Kapazität der Nachlieferung von Assimilaten/Nährstoffen(z.B. geringe metabol. Aktivität oder Blattfläche)z.B. Chloroplast, Lichtreaktion Sink-Limitierung:begrenzte Kapazität der Entladung/ Verwertung von Assimilaten/Nährstoffen(z.B. geringe Zellteilung, metabol. Aktivität oder Sinkgrösse)z.B. Chloroplast, Lichtreaktion (Photoinhibition)
• Wie wirkt sich die Ernährung einer Pflanze durch Ammonium oder Nitrat auf die Rhizosphäre aus ? Stickstoffverluste im Boden durch Mineralisation, Nitrifikation, Denitrifikation, Auswaschung NO3- zu NO2- ist toxisch
• Warum sind pflanzliche Ammoniumtransporter selektiv gegenüber dem fast gleich großen K+ ? Transport des Ammoniums: Fraktionierung in NH3 und H+ schließt effektiv K+ aus
• Wo finden die Interaktionen von Rhizobakterien mit Leguminosen statt, die zu N2-Fixierung führen ? Wurzelhaare
• Welche Bedeutung hat die N-Fixierung in der konventionellen Landwirtschaft ? eine wichtige! denn N-Fixierung steuert Nährstoffe (N) für Pflanzen bei Stickstoffverluste im Boden durch Mineralisation, Nitrifikation, Denitrifikation, Auswaschung das führt zu - Gasförmige Verluste (NH3, N2, N2O, NO)- Auswaschung (NO3-)- Entzug durch Ernteprodukte
• Wie effizient werden P und N global in agrarischen Nutzungssystemen genutzt ? P: global begrenzte Ressource, starke Fixierung in Bodenoberflächen, geringe Bioverfügbarkeit durch Pflanzenwurzeln, in Bodenlösung oft nur ~5 μM Pi (= H2PO4-) N: energetisch kostspielige Ressource, unvermeidbare Gasverluste, reaktives N mit Sekundäreffekten, landwirtschaftliche Bodenkonzentrationen ~2 mM NO3-
• Was versteht man unter Photoinhibition und Photooxidation durch hohe Lichtenergie? Photoinhibition:reversible Depression der Photosynthese durch Überschuss an Photonen  Rückstau Photooxidation:meist irreversible Schädigung des Photosynthese- apparats nach längerfristigen Überschuss an Photonen und Bildung von Superoxidradikalen
• Was versteht man unter Vernalisation? Vernalisation (lat. vernalis „Frühlings-“) oder Jarowisation bezeichnet die natürliche Induktion (Anregung) des Schossens und Blühens bei Pflanzen durch eine längere Kälteperiode im Winter. Zahlreiche ein- und zweijährige Pflanzenarten in Regionen mit ausgeprägten Unterschieden zwischen Winter- und Sommerbedingungen schossen und blühen erst, nachdem sie eine andauernde Periode mit niedrigen Temperaturen durchlebt haben. Das verhindert den Beginn der generativen Phase in der für die Pflanze ungünstigen Zeit vor Wintereinbruch.
• Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Entwicklung einer Kulturpflanze? Vernalisation beginnt unterhalt von 0°C -> dient Blühförderung (mehr blühende Pfl.)-> bei Temp. über 15°C -> Devernalisation
• Welchen Einfluss hat die zunehmende Tageslänge bzw. die erhöhte Temperatur auf die Dauer der gezeigten Entwicklungsstadien? Welcher Faktor hat größeren Einfluss auf die Dauer der gezeigten Entwicklungs- stadien? Ährenschieben und -bildung brauchen länger bis zum Aufgang Determination braucht auch länger  Zunehmende Tageslänge: größerer Faktor
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• Welche Rolle spielt das Vernalisationsbedürfnis einer Pflanze für die Ertragsbildung? Welche pflanzenbaulichen Maßnahmen können sie ergreifen, wenn das Vernalisationsbedürfnis an einem Standort nicht erfüllt werden kann? Fördert Blütenbildung Minimaltemperaturaussetzung: Wintergetreide -> längerfristig während Ruheperiode Sommergetreide, Zuckerrüben, Kartoffeln, Mais -> kurzfristig während Keimung und Aufgang
• Wie ist Grünland in Mitteleuropa entstanden? Anthropogenes Grasland (Kulturland, welches erst durch Aktivitäten des Menschen entstehen konnte: Waldrodung, Weidetierhaltung und seit dem 19. Jahrhundert auch durch Schnittnutzung): Waldfähigkeit eines Standorts: Ohne Einfluss des Menschen und seiner Tierhaltung ist auf waldfähigen Standorten (> 95 % der Fläche von Mitteleuropa) kein natürliches Grasland anzutreffen.-Weniger als ca. 3 Monate Trockenzeit (je nach Bodentyp und Klima)-Mehr als ca. 3 Monate Vegetationszeit
• In welchen Regionen gibt es hohe, in welchen geringe Anteile von Grünland an der landwirtschaftlichen Nutzfläche? Welche Gründe gibt es für die unterschiedliche Verbreitung? hohe: gemäßigte Breiten bis Subtropen (Eurasien) v.A. Mitteleuropa niedrige: Tropen, Wüsten Waldfähigkeit eines Standorts: Ohne Einfluss des Menschen und seiner Tierhaltung ist auf waldfähigen Standorten (> 95 % der Fläche von Mitteleuropa) kein natürliches Grasland anzutreffen.-Weniger als ca. 3 Monate Trockenzeit (je nach Bodentyp und Klima)-Mehr als ca. 3 Monate Vegetationszeit Grenze zu nat. Grasland ergibt sich aus einer Kombination von Wasserangebot, Temperatur, Bodeneigenschaften und Weidedruck (der natürlichen Fauna)
• In welchen Regionen gibt es hohe, in welchen geringe Anteile von Grünland an der landwirtschaftlichen Nutzfläche? Welche Gründe gibt es für die unterschiedliche Verbreitung? hoch: Ozeanien, Afrika, Südamerika -> keine waldfähigen Standorteniedrig: Asien, Nord-,Mittelamerik, weit hinten: Eropa (inkl. Grassteppen, Savannen, sehr extensiv genutzte Weiden) Grenze zu nat. Grasland ergibt sich aus einer Kombination von Wasserangebot, Temperatur, Bodeneigenschaften und Weidedruck (der natürlichen Fauna)
• Nennen und beschreiben Sie die verschiedenen Funktionen von Grünlandflächen. Futtererzeugung Produktion von Biomasse zur energetischen und stofflichen Nutzung Lebensraum für Pflanzen- und Tierarten (Biodiversität) Bodenschutz (Erosion, Wasserqualität, Bodenfruchtbarkeit) Klimaschutz, Kohlenstoffsenke Erhaltung und Pflege von Erholungsraum und -flächen
• Wie haben sich die Rahmenbedingungen der Grünland- bewirtschaftung in Deutschland in den letzten Jahrzehnten verändert? Durch die angestiegene Einzeltierleistungen haben auch die Anforderungen an die Futterqualität zugenommen (Futteraufnahmevermögen der Tiere ist weniger stark angestiegen als die Milchleistung, daher benötigen Milchkühe heute Futter mit höherer Verdaulichkeit). Mit zunehmender Alterung der Grünlandaufwüchse geht die Verdaulichkeit stark zurück, daher wird Grünland für die Milchviehfütterung (vor allem bei günstigen Standortbedingungen) früher und häufiger geschnitten. Futter extensiv genutzter Flächen ist nur noch begrenzt in der Tierhaltung verwertbar (z.B. für Pferde, Mutterkühe, Schafe). Früher Schnitt führt andererseits dazu, dass vor allem sich generativ vermehrende Blütenpflanzen aus dem Bestand verdrängt werden und die Flächen dadurch relativ artenarm werden.
• Welche Schäden entstehen durch Schaderreger an Kulturpflanzen? 1. Zerstörung von Pflanzengewebe (Nekrotisierung, Fraß durch Pertophyten bzw. Insekten, ertragswirksam besonders bei Wurzeln und Assimilationsorganen) 2. Entzug von Pflanzeninhaltsstoffen (alternative sink-Bildung; bei Rosten kann Entzug mehr Schaden anrichten, als wenn das Blatt gar nicht vorhanden wäre!) 3. Exkretion/Induktion pflanzenschädigender Stoffe: Enzyme, Toxine, Phytohormone (v.a. durch Pertophyten, Welkerreger und Bakterien) 4. Induktion energieverbrauchender Abwehr- u. Heilungsreaktionen (HR gegen Gerstenmehltau mit bis zu 10% Ertragsminderung)  
• Welche Schadwirkungen sind symptomatisch für einzelne Schaderreger? Jakobs-Kreuzkraut: extensive Weidewirtschaft mit löckigem Bestand -> giftig f. Nutztiere Wunden
• Welche Symptome deuten auf einen Schaderregerbefall hin? Welken Farbveränderungen Absterbeerscheinungen- Nekrosen- Fäulen- Dürren- Verfall- Abwerfen von Organen Formveränderungen mechanische Schäden Ausscheidungen sichtbare Schaderreger
• Wie hoch sind die Kosten durch Schaderreger im Pflanzenbau? Verluste von 37,7%
• Unterscheiden Sie zwischen Akklimatisierung und Adaptation hinsichtlich abiotischem Stress • Akklimatisierung:- Stressantwort einer Pflanze verbessert sich mit wiederholter Stressapplikationen- Meist reversible Änderung der Physiologie oder Morphologie - Beispiel: „Abhärten“ von Pflanzen • Adaptation:- Fixierung genetischer Veränderungen in einer ganzen Population
• Diskutieren Sie die physiologischen Grundlagen von abiotischen Stressen hinsichtlich Trockenheit, Salzgehalt, Licht, Temperatur und Überflutung. Trockenstress: Reduktion des Wasserpotentials, Zelldehydrierung, hydraulischer Widerstand-> red. Zell- und Blattexpansin, red. zell. und metab. Akt., Schließen Stomata, Inhibierung der Photosynthese Salzstress: Reduktion des Wasserpotenzials, Zelldehydrierung, Ionentoxizität-> limitiert Pflanzenwachstum, sonst wie Trockenstress Überschwemmung, Verdichtung der Erde: Hypoxia (zu wenig Sauerstoff), Anoxia (kein Sauerstoff) -> red. Respiration Hohe Temperaturen: Membran- und Proteininstabilität-> Inhibierung der Photosynthese und Respiration, Zelltod Kältestress: Membrandestabilisierung -> Membrane Dysfunktion
• Definieren Sie abiotischen Stress. Stress: Umweltfaktoren, die verhindern, dass ein Organismus nicht sein volles genetisches Potential erreichen kann (oftmals gemessen an Biomasse)Abiotischer Stress: alle Umweltfaktoren, an denen Lebewesen nicht erkennbar beteiligt sindZ.B. Klima, Atmosphäre, Wasser, Temperatur, Licht, Strömung, Nährsalzkonzentration und andere chemische StoffeAbiotischer Stress kann für Pflanzen zum Beispiel bei Trockenheit, Hitze oder Kälte entstehen.
• Welche Pflanzen haben im mitteleuropäischen Grünland wirtschaftliche Bedeutung (deutsche und wissenschaftliche Namen)? Lolium multiflorum (Welsches Weidelgras, Italienisches Raigras) Lolium perenne (Deutsches bzw. Ausdauerndes Weidelgras, Englisches Raigras) Dactylis glomerata (Knaulgras) Poa pratensis (Wiesenrispengras) Alopecurus pratensis Futterleguminosen: Trifolium repens (Weißklee)
• Beschreiben Sie Merkmale und Eigenschaften verbreiteter Grünlandpflanzen. Lolium multiflorum (Welsches Weidelgras, Italienisches Raigras)Erträgt bis über 6 Schnitte, muss aber periodisch Samen ausbilden können; erträgt Weide nur bedingt; hohe Ansprüche an N-Düngung.Habitus/Morphologie: Überjährig bis mehrjährig; bildet grosse, dichte Horste; Mittelgras Lolium perenne (Deutsches bzw. Ausdauerndes Weidelgras, Englisches Raigras)Nutzungsansprüche: Erträgt bis über 6 Nutzungen (Weide und/oder Schnitt); hohe Ansprüche an N-DüngungHabitus/Morphologie: Ausdauernd; bildet lockere Horste/kurze Rhizome, bei intensiver Beweidung dichte Rasen; Mittelgras. Typische Glatthaferwiese (Arrhenatheretum typicum)Haupttyp der gutgedüngten, hochwüchsigen ertragreichen Fettwiesen, reich an Obergräsern von denen einige zur Dominanzbildung neigen. 2 Schnitte pro Jahr, meist als Heu, mäßige Düngung
• Welche Faktoren beeinflussen die Zusammensetzung eines Grünlandpflanzenbestandes? Klima: Niederschlag, Temp, Luftfeuchtigkeit, Wind, Strahlung Boden: Art, Typ, Gründigkeit, Wasserhaushalt, Nährstoffe Gelände: Form, Hang, Oberfläche Lebewesen Nutzung: Art, Häufigkeit, Schnitthöhe Düngung: Menge, Art, Zeitpunkt Erhaltung/Verbesserung: Unkrautregulierung, Schädlingsbekämpfung, Nachsaat
• Nennen und beschreiben Sie wichtige Grünlandpflanzen- gesellschaften. Typische Glatthaferwiese (Arrhenatheretum typicum)Haupttyp der gutgedüngten, hochwüchsigen ertragreichen Fettwiesen, reich an Obergräsern von denen einige zur Dominanzbildung neigen (z.B.Arrhenatherum, Alopecurus pratensis, Dactylis glomerata, Festuca pratensis). 2 Schnitte pro Jahr, meist als Heu, mäßige Düngung. Salbei-Glatthaferwiese (Arrhenatheretum salvietosum)Artenreiche Variante der Glatthaferwiese auf trockenen, nährstoffarmen Standorten, häufig als FFH-Mähwiese geschützt Kohldistel-Glatthaferwiese (Arrhenatheretum cirsietosum oleracei)Glatthaferwiese auf feuchteren Standorten, es treten vermehrt Feuchtezeiger im Bestand auf. Ertragreiche Flächen, 2-3 Schnitte pro Jahr Goldhaferwiesen (Polygono-Trisetion)Lösen die Glatthaferwiesen in höheren Lagen ab, halbextensiv-halbintensiv genutzte Bestände. 2-3 Schnitte/Jahr
• Beschreiben Sie die Systematik phytogener Pilze und geben Sie ein Beispiel. Obligate Parasiten - Ernährung ausschließlich von lebenden Wirtszellen (Biotrophie) (echter Mehltau)Fakultative Parasiten - Besiedlung (Infektion) von lebendem Wirtsgewebe, welches später abgetötet und weiter genutzt wird (Hemibiotrohpie) (Kraut- und Knollenfäule) Abt. MYXOMYCOTA (“Schleimpilze”): Plasmodium vorhanden Klasse: Plasmodiophoromycetes Abt. EUMYCOTA (kein Plasmodium, sondern Myzel) Klasse: ChytridiomycetesKlasse: OomycetesKlasse: Zygomycetes U.Abt. AscomycotinaU.Abt. Basidiomycotina U.Abt. Deuteromycotina
• Beschreiben Sie die Systematik phytogener Pilze und geben Sie ein Beispiel.  Pilze sind höhere Protisten und Eukaryonten (echter Zellkern, 80S- Ribosomen, Organellen),  chlorophyllfreie heterotrophe Organismen (keine Photo- oder Chemosynthese)  mit einem oder mehreren Zellkernen  Genom sehr variabel, meist haploid, seltener diploid  Myzel homo- oder heterokaryotisch  Hyphenzellen einkernig, zweikernig, meist aber vielkernig, sexuelle Dauersporen (Sklerotien) (Überwinterung) und asexuelle Sporen (Verbreitung) (z.B. Zoosproen)  Nach ihrer Lebensweise lassen sich Pilze einteilen in: Obligate Parasiten - Ernährung ausschließlich von lebenden Wirtszellen (Biotrophie) (echter Mehltau)Fakultative Parasiten - Besiedlung (Infektion) von lebendem Wirtsgewebe, welches später abgetötet und weiter genutzt wird (Hemibiotrohpie) (Kraut- und Knollenfäule)
• Beschreiben Sie die Systematik phytogener Bakterien und geben Sie ein Beispiel. - Prokaryonten: DNA als Ringmoleküle frei im Cytoplasma (Kernmembran bzw. Zellkern mit Chromosomen fehlen)- keine Zellorganellen, sondern Membran-Kompartimente (Mesosomen)- Geißeln zur aktiven Fortbewegung- Vermehrung durch binäre Teilungen- Ernährung C-heterotroph- Größe unter 1 μm           Bsp. PhytoplasmenVerbreitung von Bakteriosen- Vektoren (Tier, Mensch > Bearbeitungsgeräte- Wind- und Wasserspritzer)- Saat- und Pflanzgut>>> wichtig: es sind für die Infektion immer Wunden oder natürliche Öffnungen (Stomata, Lenticellen) erforderlich!! Keine selbstständige Invasion!Typische Symptome von Bakteriosen- Vergilbung- Welke- Nekrose- Tumor

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