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Grundlagen der Pflanzenproduktion 2 (Subject) / Pflanzenernährung (Lesson)

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• Nenne alle mineralischen essentiellen MAkronährstoffe N, P, K, Mg, Ca, S
• Nenne alle mineralischen essentiellen Mikronährstoffe B, Cl, Ni, Mo, Zn, Fe, Mn, Cu
• Was bedeutet essentiell? Lebensnotwendig aber nicht selbst synthetisierbar
• Welche Nährstoffe sind nicht essentiell aber förderlich? Na, Si, Co, Se
• An welchem MAngelsymptom erkennt man, dass der Nährstoff Phloem mobil ist? Daran dass zuerst die älteren Blätter gelb werden. Dadurch dass der Nährstoff Phloemmobil ist wird der Nährstoff auch aus den älteren Blättern mobilisiert wodurch die Mangelerscheinungen entstehen
• Welche Nährstoffe sind phloemmobil? N, P, K, Mg
• Welchen Trick verwenden pflanzenpathogene Bakterien der Gattung Xanthomonas(z.B. Xanthomonasoryzae, um an den Zucker der Wirtspflanze zu kommen? Xanthomonas schleusen TAL-Effektoren in die Zelle der Pflanze. Diese bwirken eine Umprogrammierung der SWEET-Gene wodurch die Zuckermoleküle der Pflanze in den Interzellularen Spalt geleitet werden, wo sie den Xanthomonas als Nahrung zur Verfügung stehen
• Was sind TAL-Effektoren? Transcription Activator Like - Effektoren = Proteine die an DNA binden können
• Wie kann der Trick der Xanthomonas biotechnologisch eingesetzt werden? Genomeditierung durch Fusion mit Nuklease (Enzym) Man benötigt von zwei entegengesetzten Seiten kommende TAL-Effektoren die an die DNA binden mit jeweils einem Enzym (FOK1) welches den Doppelstrang durchschneidet Doppelstrangbrüche repariert die Zelle zb durch homologe Rekombination. Hierebi kann ein neues Template eingefügt werden --> Genomeditierung
• Welche Möglichkeiten der Genomeditierung gibt es? TALEN Crispr-Cas
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• Was ist der Vorteil von Crispr.Cas? - gezieltere Mutationen - einfache Methode
• Was sind die Vorteile von Gefäßversuchen? - bekannte, kontrollierte Wachstumsgebdingungen - Platz und Zeitersparnis - ähnliche Bedingungen (Boden, Luftfeuchte, Temperatur)
• Was sind die Nachteile von Gefäßversuchen? wenig Wurzelraum, dadurch: - höhere Ausnutzung der Nährstoffe - größere Temperaturschwankungen - geringe Reproduzierbarkeit - unnatürliche Porenverteilung im Boden - Interaktion mit Bodenorganismen gestört
• Wie berechnet man Nährstoffeinwaagen? 1. Molare Masse im PSE ablesen bzw berechnen 2. Dreisatz
• Welcher pH-Wert hat der Kottenforst? pH: 4 --> sauer
• Welche anthropogenen Faktoren führen zu einer Bodenversauerung - N-Düngung - Entzug von Nährstoffen durch Ernte/ keine Rückführung der Biomasse - saurer Regen
• Welche N-Formen begünstigen eine Versauerung des Bodens? Ammonium (NH4+) als Ausgleich für Aufnahme von Ammonium gibt Pflanze Protonen (H+) ab --> Boden versauert
• Welche N-Formen begünstigen eine Versauerung des Bodens? Ammonium (NH4+) als Ausgleich für Aufnahme von Ammonium gibt Pflanze Protonen (H+) ab --> Boden versauert
• Welche Möglichkeiten zur Ermittlung der Nährstoffbedürftigkeit von Kulturpflanzen kennen Sie? - Chemische MEthoden - Bestimmung der Nährstoffgehalte in der Pflanze - Biologische Methoden (zb Genexpressionsnanalyse)
• Welche negativen Auswirkungen könnte eine übermäßige Kalkung haben? - Bodeleben aktiviert --> Bodenfruchtbarkeit/ Humusgehalt nimmt ab - Fe, Mn, B werden festgelegt, sind nciht pflanzenverfügbar - Hydroxid-Toxizität - CO2 Emissionen
• Welche Form von N ist pflanzenverfügbar? Ammonium NH4+ und Nitrat NO3-
• Was sind die Funktionen von Stickstoff in der Pflanze? - Baustein von Aminosäuren - Chlorophyllbildung - Hormonhaushalt
• Symptome von N-Mangel - geringeres Wachstum - Chlorose älterer Blätter (da Phloemmobil)
• Symptome eines N-Überschuss - Dunkelgrüne saftige Blätter - weiches Gewebe - geringere Standfestigkeit - Anfällig für Pilze und Bakterien - Direkte Toxizität je nach N-Form
• Welche Form von N ist mobil im Boden? Nitrat --> rasche Wirkung aber Auswaschgefahr!
• Welche Umweltgefahren entstehen durch das Ausbringen von mineralischen N-Düngern? Welche MAßnahmen kann man ergreifen um diese zu verhindern/ minimieren? - Treibhausgasemissionen - Eutrophierung - Verschlechterung der Trinkwasserqualität - indirekter Abbau der Ozonschicht MAßnahmen: - direkte, bodennahe Einarbeitung - bedarfsgerechte Ausbringung - Urease- / Nitrifikationsinhibitoren um Nitrifikation zu verlangsamen, N länger verfügbar zu machen und  Auswaschung zu verhindern
• Wie ändert sich der pH nach Harnstoffdüngung über die Zeit? Welche Prozesse sind hierfür verantwortlich? Zuerst Anstieg des pH wegen Abbau Urease (Protonierung des NH3) --> alkalisch Danach ca 1 Woche Abfall des pH wegen Nitrifikation und Aufnahme von NH4+ --> Sauer
• Wozu werden in der Landwirtschaft Urease- bzw Nitrifikiationshemmer eingesetzt? Um Nitrifikation zu verzögern, damit NH4+ den Pflnzen länger zur Verfügung steht Stickstoffeffizienz wird erhöht, Auswaschungen verhindert
• Worauf muss der Landwirt nach der Düngemittelverordnung beachten, wenn er Ammonium (NH4+)-haltige Düngemittel ausbringt? - Spätestens 4 Stunden nach Beginn der Ausbringung muss der Landwirt die Einarbeitung abschließen - Sperrfristen für Ausbringung von Gülle Ackerland: nach Ernte der Hauptfrucht bis 31. Januar Grünland: 01. November bis 31. JAnuar - ertragsabhängige, standort- und kulturbezogene Obergrenzen beachten
• Funktion von P in der Pflanze - Baustein von Nukleinsäuren und Phospholipiden - in ATP - Phosphateseter
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• P-Mangelsymptome - Kümmerlicher Wuchs - Blätter oft dunkelgrün - Rotfärbung der Blätter - Blattfall älterer Blätter (P ist phloemmobil)
• Nennen Sie mindestens zwei Argumente, die es sinnvoll machen, Phosphor aus Abwässern zurückzugewinnen. - P ist endlicher Rohstoff - Abbau wird schwieriger, teurer, muss aus teilweise politisch unsicheren Ländern importiert werden, da in Europa nicht vorhanden - Durch Ausbringung von Klärschlamm Boden und Gewässer schonen (Vermeidung von zusätzlichen Schadstoffen) - Unabhängigkeit von Importen
• Nenne drei mineralische Dünger - Ammoniumnitrat - Ammoniumsulfat - Kalkammonsalpeter
• Nenne 2 organische Dünger - Harnstoff - Kalkstickstoff
• Nenne 3 Mischungen aus organisch und mineralischen Düngern - Blutmehl - Hornspähne - Gülle
• In welchem Molekül speichern Pflanzen Phsophat? Phytat
• Welche Nährstoffe sind hauptsächlich für die Eutrophierung versntwortlich? N und P
• Was ist Eutrophierung? Erhöhung des Nährtoffgehaltes durch meist anthropogene Einflüsse was zu einer erhöhten Aktivität von Phytoplankton führt. Es kommt zur sogennanten Algenblüte. Wenn das Phytoplankton abstirbt, wird es von Bakterien abgebaut die dafür viel Sauerstoff benötigen, welcher dem See entzogen wird. Es kommt u.a zum Fischsterben und im Extremfall zum Umkippen des Sees
• Welche Probleme verursacht Phytat für die Umwelt? Dadurch, dass Tiere Phytat nicht verwerten können gelangt es durch den Tiermist wieder in die Umwelt. Es kann zu Eutophierung der Seen kommen
• Welche Probleme verursacht Phytat bei der Verwertung von Eisen und Zink in der menschlichen Ernährung? Phytat bindet Fe2+, Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ca3+ und Mg2+ Menschen besitzen keine Phytasen und können Phytatbindungen nicht auflösen. Das gebundene Eisen, Zink etc wird mit dem Phytat zusammen ausgeschieden.
• Halten Sie es für sinnvoll, durch Züchtung, die Biosynthese dieses P-Speichermoleküls global zu reduzieren, welche Nachteile könnten sich daraus ergeben? Theoretisch sinnvoll da Eisen ein weit verbreiteter Mangel PRoblem: Diese PFlanzen sind nciht so resistent gegen PAthogene
• Welche wichtigen Signalmoleküle werden aus Phytat in der Pflanze gebildet? Was wissen Sie über deren Funktion? Jasmonsäure und Inositolpolyphosphat Zur Abwehr gegen pflanzenfressende Insekten
• Wie läuft die Abwehrreaktion bei PFlanzen ab? InsP6 (Phytat) wird durch die Enzyme VIH1 und VIH2 in InsP8 (Inositolpyrophosphat) umgewandelt. InsP8 und die aktivierte Jasmonsäure müssen beide an den COl1 Komplex binden. Dadurch wird JAZ-Repressor aktiviert, JAZ wird markiert durch Ubiquitin, was zu einem Abbau des JAZ-Repressors führt und so die Aktivierung der Abwehrgene einleitet.

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