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Pflanzenernährung (Subject) / Planzenernährung (Lesson)
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- Erklären sie den Unterschied zwischen der "Humus-Theroie" und der "Mineralstoff-Theorie" - Die Humustheorie ging davon aus, dass sich die Pflanze direkt von der organischen Substanz (Humus) ernährt - Die Mineralstofftheorie besagt, dass die organische Substanz zunächst mineralisiert werden muss, um schließlich in Form von Mineralstoffen von der Pflanze aufgenommen zu werden.
- Wie lauten die wesentlichen Aussagen vo nLiebigs "Mineralstoff-Theorie"? Mineralstoffe sind nicht zufällig in der Planze, sondern essentielle Bestandteile Pflanzen benötigen zehn Elemente (C, O, H, N, P, S, K ,Ca, Mg, Fe) die - außer den ersten drei genannten - aus den Salzen des Bodens stammen Verschiedene Pflanzen brauchen unterschiedliche Nährstoffmengen Manche Böden weisen Nährstoffmangel auf, die durch Düngung zu beseitigen sind Humus selbst hat keine Bedeutung für das Wachstum der Pflanzen, wohl aber die darin enthaltenen Nährstoffe
- Unterscheiden sie die Begriffe "Nährstoff" und "Nährelement" und geben sie jeweils 2 Beispiele. Nährstoffe: von der Pflanze aufnehmbare und ihrer Ernährung dienende Stoffe (CO2, O2) Nährelemente: für die Ernährung der Pflanze unter Normalbedingungen lebensnotwende Elemente (C, O, N, K)
- Wie ist ein Nährelement nach Kriterien von Aron definiert In Abwesenheit der Elements ist normales Wachstum und Reproduktion der Pflanze nicht möglich Das Element nimmt direkt oder indirekt an bestimmt Stoffwechselprozessen teil In dieser Funktion kann das Element nicht durch andere Elemente ersetzt werden (Das Element wird von einer größeren Anzahl von Pflanzen benötigt
- Welches sind die typischen Funktionen des Bodens für Pflanzen Standort: Durchwurzelbarkeit Versorgung: Speicher für Wasser und Nährstoffe Pufferung (Temperartur, Wasser, Nährstoffe, pH) Gaswechsel (Sauerstoffversorgung der Wurzeln)
- Welche physikalischen und chemischen bodeneigenschaften werden durch die Bodentextur beeinflusst (nennen sie jeweils 2 Beispiele) Physikalische Bodeneigenschaften: Bodenwasser und Bodenlufthaushalt Durchwurzelbarkeit Verschlämmungsneigung Bearbeitbarkeit Chemische Bodeneigenschaften Kationenaustauschkapazität KAK Nährsoffvorrat
- Was versteht man unter "isomorphen Ersatz" und welche Bedeutung hat dies für die Pflanzenernährung? Durch das Ersetzten eines AL3+ -Moleküls (Si4+) an der Oberfläche der Tonmineralzwischenschichten durch ein niederwertigeres Mg2+-Molekül (Al3+) entsteht ein negativer Ladungsüberschuss, wodurch sich einwertige Kationen anhelften können. Dies ist sehr wichtig für die KAK
- Welche Nährstofffraktionen im Boden unterscheidet man üblicherweise? Festgebundene Fraktion Nachlieferbare Fraktion Bodenlösung
- Interpretieren sie das Stichwort "Kalk mach reiche Väter aber arme Söhne" Der gedüngte Kalk optimiert die Verfügbarkeit der Nährstoffe und verbessert somit die Erträge. Da es früher jedoch keine ausgeprägte Mineraldüngung gab verarmten die Böden durch die vorherige Kalkung schneller und die nächste Generation hatte geringere Erträge
- Welche drei Mechanismen tragen zur Nährstoffanlieferung an die Wurzel bei? Interzeption -> Wurzeln wachsen zu den Nährstoffen Massenfluss -> Transpiration der Pflanze Diffusion -> Ausgleich der Nährstoffkonzentration im Boden
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- Was versteht man unter "Massenfluss und wie hoch ist der prozentuale Anteil den dieser Prozess für die Anlieferung der Nährstoffe N, P und K bei Getreide beträgt? Die Aufnahme von Wasser durch die Pflanze bedingt durch die Transpiration erzeugt einen Wasserlfuss zur Wurzel. Die Nährstoffmenge die in diesem Wasser gelöst ist gelangt zu Wurzel. N -> 80 % P -> 20 % K -> 30 %
- Was versteht man unter "Diffusion" und für welche Nährstoffe ist dieser Prozess besonders wichtig? Überstigt die Aufnahme von Nährstoffen den Antransport an die Wurzel bildet sich im wurzelnahen Bereich ein Konzentrationsgradient aus. Dieser bewirkt durch die Braun`sche Molekularbewegung einen Diffusionsfluss. Kalium Stickstoff Phosphor
- Welche "Bodenfaktoren" beeinflussen den Nährstoffantransport über Diffusion? Nährstoffart und -konzentration Pufferkapazität Wassergehalt Temperatur
- Welche "Pflanzenfaktoren" beeinflussen den Nährstoffantransport über Diffusion Wurzellänge Wurzelhaarlänge Mycorrhiza (Symbiose von Pilzen und Pflanzen) Wurzelexsudatin (abgegebene organische Substanzen von Wurzeln)
- Welche Methodischen Ansätze zur Erfassung des Wurzelsystems kenne sie? Auswaschung von Wurzeln Bestimmung der FM/TM und Wurzellänge Quantifizierung der Oberfläche durch Farbstoffanlagerung Wurzelbeobachtum am Standort Glasröhre (Rhizotubes) im Boden Profilwandmethode Tracer-Methode: z. B. 32P-Markierung Wurzelkästen (Rhizotrone)
- Was versteht man unter dem apparent free space (AFS) Der AFS, auch Apoplast gennant, ist die Gesamtheit der Zellwände und der Zellzwischenräume. Er entspricht dem Transportraum zwischen den Zellen
- Nennen sie 3 wichtige membrangebundene Transport-mechanismen entsprechend der Reihenfolge ihrer Transportleistung (von "gering" nach "hoch" geordnet Pumpen -> gering Transport -> mittel Kanäle -> hoch
- Nennen sie 4 Beispielpaar für echte Ionenkonkurrenz K+ / Rb+ Ca2+ / Sr2+ SO4 2- / SeO4 2- PO4 3- / AsO4 3-
- Erklären sie den Einflauss einier Chlorid-Düngung auf die Nitrat Gehalte in Gemüsepflanzen. Nitrat- Gehalte in Gemüsepflanzen niedriger bei Chlorid Zufuhr auf grund scheinbarer Ionen-Konkurenz
- Welchen Einfluss hat die Außenkonzentration auf die Selektivität der Ionenaufnahme? Erklären sie anhand des Beispiels K-/Na-Aufnahme! Mit steigendem Angebot in der Nährlösung geht die Selektivität (K) der Ionenaufnahme der Pflanze zurück. Dieser Effekt ist stark abhängig von Nährstoff und Pflanzenart.
- Wie verändert sich die Kalium Aufnahme bei Applikation unterschiedlicher K-Verbindungen (Vergleich K Chlorid zu K-Sulfat)? Erklären sie in Stichworten! Bei geringer Konzentration von Kalium ist eine Selektivität erkennbar. Bei steigender Konzentration wird Kaliumchlorid bevorzugt. Cl ist im Vergleich zu SO4 2- nur einfach negativ geladen und kann daher schneller und besser aufgenommen werden.
- Wie können Pflanzen einen aunausgewogene Aufnahme von Kationen und Anionen ausgleichen? Pflanzen können eine unausgewogenen Aufnahme von Kationen und Anionen über den Auf-/Abbau von organischen Säuren (Anionen) in der Zelle ausgleichen (Ladungsausgleich)
- Wie verändert sich der Gehalt an Kationen in der Pflanze bei Ammonium im Vergleich zu Nitrat-Ernährung? Der Gehalt an Kationen ist bei Ernährung mit Ammonium insgesamt um ca. 1/3 geringer. Vor allem die Aufnahme von K+-Ionen ist um 50 % geringer. Nur bei Na+ ist die Aufnahme größer. Dies ist auf den Ladungsausgleich zurückzuführen.
- Was versteht man unter dem "Xylem" und welche Aufgabe hat es? System kommunizierender Röhren Wasserhaltig apoplastisch abgestorbene Zellen Dient dem Transport von Wasser und darin gelösten Nährstoffen grenzt immer an lebende Zellen, d.h. keine direkter Kontakt zur Außenwelt Abgabe von Ionen an das Xylem erfolgt Passiv, d.h. dem Konzentrationsgradienten folgend aktiv durch Transporterproteine, Stoffwechselgifte hemmen Beladung des Xylems
- Nennen sie die beiden treibenden Kräfte des Xylem Transports Transpiration Wurzeldruck
- Welche Auswirkungen haben eine niedrige bzw. hohe Transpiratonsrate auf die Verlagerung von Kalium bzw. Natrium? Verlagerung von Kalium ist unabhängig von der Transpiration Verlagerung von Natrium ist sehr stark von der Transpiration abhängig
- Verlgeichen sie die Ca und K-Gehalte in Kartoffel-Blättern und Kartoffel-Knollen. Wie lässt sich dies erklären? Kalium Gehalt in Blättern und Knollen gleich Calcium Gehalt in Blättern ca. 30-fach größer als in Knollen Calcium wird bevorzugt mit dem Transpirationsstrom verlagert und is im Vergleich zu Kalium nicht sehr Phloemmobil. Daher niedrige Ca. Gehalte in Organen, die wenig oder gar nicht transpirieren (Knollen).
- Erklären die die Begriffe "Source" und "Sink" Source: Quellort ist das Blatte Sink: Zielort/Verbrauchsort Ordnung: Vegetationskegel Ordnung: Frucht
- Welche Aufgaben hat der Phloem Transport Versorgung stark wachsender aber schwach Transpirierender Organe Keimung und Austrieb (junge Treibe haben normalerweise nur schwache Transpiration) Regulierung der Nährstoffaufnahme Verteilung von Nährstoffen nach Aufnahme durch Blätter Rückverlagerung (Seneszenz als Sonderfall)
- Nennen sie je 2 Mineralstoffe mit hoher bzw. geringer Phloem-Mobilität hohe Phloem-Mobilität Kalium Phosphor geringe Calcium Mangan
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- Warum treten K-Mangelsymptome vorwiegend an älteren Blättern auf? gut umverlagerbar durch Phloem junge Organe und Frücht werden bevorzugt versorgt
- Erklären sie warum N-Mangel an alten Blättern und S-Mangel bevorzugt an jungen Blättern auftritt. N gut Verlagerbar, dadurch Mangel in alten Organen S schlecht Verlagerbar, dadruch Mangel in jungen Organen
- Nennen sie 2 Nährstoffe, die gasförmig über die Stomata aufgenommen werden CO2 SO2
- Benennen Sie die Funktionen von 3 verschiedenen Formulierungshilfsstoffen, die bei Blattdüngern eingesetzt werden. Netzmittel: verbessern Verteilung des Spritztropfens auf der Blattoberfläche Haftmittel: verhindern nach Antrocknung des Flüssigkeitsfilms das Abwaschen durch Regen oder Tauwirkung Absorptionsmittel: fördern Aufnahme des Nährstoffs über das Blatt "anheften" Disperigermittel: halten Nährstoffe gleichmäßig in Suspension
- Für welche Nährelemente ist die Blattdüngung von besonderer Bedeutung? Molybdän (Mo) Bor (B) Zink (Zn) Kupfer (Cu) Mangan (Mn)
- Welche Vor- und Nachteile der Blattdüngung kennen sie (jeweils drei Stichworte) Vorteile Aufnahme erfolgt sehr schnell rasche Behebung von Mangelsituationen mögliche ermöglicht Versorgung bei schwierigen Bodenbedingungen hohe Nährstoffausnutzung deutlich niedrigere Aufwandmenge mögliche kombinierte Ausbringung mit PSM möglich Nachteile Aufnahme wird durch Cutikula und Wachsschicht erschwert Wirksamkeit stark abhängig von Umweltfaktoren (Licht, Luftfeuchte, Temperatur) Gefahr von Verätzungen umfassende Versorgung bei Mikronährstoffen nicht möglich Umverlagerung abhängig vom Nährstoff