Bodenschutz (Subject) / 2.2 Messung von Aktivitäten (Lesson)

Bodenatmung, Enzymaktivitäten, Fraßaktivitäten und Streuabbau

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• Erläutern Sie den Unterschied zwischen Bodenatmung und Basalatmung! Bodenatmung wird in situ ↔ Basalatmung wird im Labor gemessen Messprinzip der Bodenatmung ist CO2 Zunahme ↔ bei Basalatmung CO2-Produktion oder O2-Verbrauch Bei Bodenantmung Wirkung durch Mirkroorganismen, Pflanzenwurzeln, Bodentiere ↔ bei Basalatmung Mikroorganismen Messeinheit bei Bodenatmung CO2-Menge pro m2 ↔ bei Basalatmung CO2-Menge pro g Boden Bei Bodenatmung Boden ungestört ↔ bei Basalatmung gestört Reproduzierbarkeit der Werte bei Bodenatmung gering (Augenblickswert) ↔ bei Basalatmung hoch Bodenatmungswerte einsetzbar für Standortbeschreibungen und Zeitreihen ↔ Basaltmung gibt Boden-Vergleichswert
• Was wird für die Basalatmungsmessung standardisiert? Bodengefüge → absieben auf 2 mm  Pflanzenwuzeln und Bodentiere → entfernen Bodenfeuchte → einstellen auf 50 % - 60 % der MWK Temperatur → konstant auf 22 °C leicht zersetzbare organiche Substanz → Vorinkubation
• Nennen Sie Typische Werte der Basalatmung! Schwarzbrache 0,06 μg CO2 g-1 Boden h-1 Ackerboden 0,15 - 0,70 μg CO2 g-1 Boden h-1 Waldboden (A-Horizont) 0,62 - 3,72 μg CO2 g-1 Boden h-1 Waldboden (Of, Oh-Horizonte) 10 - 222 μg CO2 g-1 Boden h-1
• Wie werden Bodenenzyme typisiert? Enzymnamen enden auf –ase  Der Enzymname soll die katalysierte Reaktion beschreiben Der Enzymname soll die Enzymklassifikation enthalten  Numerische EC-Klassifizierung. Bodenenzyme in Klassen:         – Oxidoreduktasen (Klasse 1)        – Hydrolasen (Klasse 3)
• Wie wirken Enzyme?  Intrazellulär (meist an Membranen gebunden) Dehydrogenasen Enzymsystem der Atmungskette. In Bakterien, Pilzen, Pflanzen, Tieren. Nitrogenasen Reduktion N2 zu NH3. Nur in Bakterien.  Ammoniumoxigenase Oxidation NH4+ zu NO2-. Nur in spezialisierten Bakterien und Archaea.  Extrazellulär (zellfrei im Boden)  Phosphatasen (P-Kreislauf)  Arylsulfatase (S-Kreislauf)  Proteasen (N-Kreislauf)  Cellulase (C-Kreislauf)
• Was bewirken Phosphatasen im Boden? Phosphatase katalysiert die hydrolytische Abspaltung von Phosphat aus der Esterbindung
• Wie wird Enzymaktivität gemessen? Bodenprobe auf optimale Reaktionsbedingungen des Enzyms einstellen (z.B. pH-Pufferung) mit Enzymsubstrat (organische Substanz) versetzen (im Überschuss) Enzym eine Zeit lang arbeiten lassen Menge der Reaktionsprodukte messen z. B. bei Phosphortase → Phosphor Enzymsubstrat möglichst so wählen, das ein spektralphometrisch messbares Produkt entsteht (Messung der Farbintensität)
• Erläutern Sie Funktionsprinzip und Einsatzmöglichkeiten der Netzbeutelmethode! Prinzip: Laubstreu bzw. Testsubstanz für Bodenorganismen zugänglich auf/in den Boden bringen. Mehrere Monate bis Jahre exponiert lassen. Messung des Gewichtsverlust (Anfangsmengeminus Restmenge). Einsatzmöglichkeiten: Vergleich des Laubstreu-Abbaus in zwei verschiedenen Wäldern.
• Erläutern Sie das Funktionsprinzip der Köderstreifenmethode! Es wird die Fraßaktivität der Bodenorganismen erfasst Lochstreifen (Löcher mit Köder gefüllt) werden ausgelegt Anhand der Anzahl von ausgefressenen Löchern wird die Fraßaktivität bemessen

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