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Grundlagen der Pflanzenproduktion (Fach) / Zusammenfassung (Lektion)

Persönliche Zusammenfassung der Vorlesungen

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  • Biotechnische Maßnahmen: zum Pflanzenschutz Ø  Nutzung optischer Reize (flugüberwachung,Abundanzanalyse,Fallen) Ø  Nutzung chemischer Reize (Reppellents,Attractants intraspezifische Lockstoffe)    
  • Biologische Maßnahmen: beim Pflanzenschutz Ø  Nutzung von Antagonisten Ø  Förderung,Einbürgerung,Applikation Ø  Pflanzlich induzierte Resistenz    
  • Giftwirkung bei chemischen MAßnahmen Atemgift •flüssig,hoher Dampfdruck, •schnelle, aber wenig dauerhale Wirkung, Anwendertoxizität!  Kontaktgift • direkte Aufnahme bei Kontakt •ätzend = temperaturunabhängig,Winterspritzung •nichtätzend=abhängig von Aktivität des Insekts, Temperatur  Fraßgift •Aufnahme über Nahrung, evtl. nützlingsschonend, Köder  
  • Grundprinzipien der Gentechnischen Maßnahmen im Pflanzenschutz? Gezielte Übertragung und Expression von WIrkgenen Getielte Inaktivierung oder aktivierung von Pflanzengenen
  • Krankheitsentwicklung bei Phytophtora infestans Sporangien an verzweigten Hyphen (Sporangienträger), die aus den Stomata befallener Pflanzen gebildet werden §Sporangien bilden einzellige, durch Geißeln bewegliche Zoosporen, die auf Stomata enzystieren und Pflanzen befallen §P. infestans wächst zunächst biotroph, das Gewebe stirbt aber schnell ab §Erreger ist später perthotroph und sporuliert am Übergang von totem zu lebendem Gewebe
  • Krankheitsentwicklung: Kastaniensterben ? §Pilz wächst aus Sporen auf der Oberfläche aus und befällt den Baum durch Risse und Wunden der Rinde §Verursacht an der Befallsstelle geschwollene oder eingesunkene orangene Geschwüre §Dehnen sich bis in die Leitbahnen aus §Zunächst sterben die Blätter über der Befallsstelle ab, später die Äste §Baum stirbt innerhalb von 2 bis 10 Jahren ab §Befallene Bäume können Schosser bilden, die aber auch befallen werden und absterben    
  • Unterscheidung Krankheits und Schadsymptome? Krankheitssmptome Durch Befall der Pflanzen induziert Pathogen lebt in der Pflanze Schadsymptome Durch Fraß der Erreger an Pflanzen hervorgerufen Erreger erährt sich vorwiegend aud der Pflanze
  • Unterschied Obligate und Fakultative Parasiten? Obligate Parasiten: Hochspezialisiert Vermehrun nur auf lebendem Substrat Fakultative Parasiten Größter Teil des Lebenszyklus auf dem WIrt,Wachstum und Vermehrung auch auf totem organischen SUbstrat möglich
  • Veränderung von Zellbestandteilen? Kernhypertrophie oder -degeneration Plasmabewegung, Vakuolisierung Plastiden (Chlorophyllverlust durch Toxine Papillen,Einkapselungen eingedrungener Hyphen
  • Veränderungen von Geweben und Organen? Gallen Tumore Gewebeneubildung
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  • Veränderung des Stoffwechsels ? Wachstumsregulatoren Photosynthese Atmung Phenol-Metabolismus N-Metabolismus Wasserhaushalt
  • Essentielle Nährelemente ? H2O CO2 N P K (Fe,Ca,Si,Cu,S,Mg,Co,Na,Mn,ZN,B,Cl,Mo,Ni)
  • Auswirkungen von N-Mangel? •Hemmung der Aminosäure- und Eiweißsynthese („Systemwachstum“) •Fehlen von Chlorophyll insbesondere in älteren Blättern: 12% des N sind im Chloroplasten enthalten, davon nur ca. 0,5% im Chlorophyll. Der Rest befindet sich in Proteinen und Lipoiden.  
  • Auswirkungen von P-Mangel •Zwergwuchs, weil durch Hemmung der Nucleinsäuresynthese die Zellteilung gehemmt ist. •Aufrechter Wuchs mit starren Blättern („Starrtracht“). •Rotfärbung: Sinken des zellulären pH-Wertes à Anthozyanfärbung Lichtreaktionen laufen schneller ab als Dunkelreaktion, Rückstau von Assimilaten, da diese wegen ATP-Mangels nicht eingebaut werden können  
  • Auswirkungen von Kaliummangel? •K ist wichtiges Osmotikum, daher: •Blätter sind schlaff und hängen. •Chlorosen erst an älteren Blättern, die am Rand und Spitzen beginnen, dann folgen Blattrandnekrosen (zuerst gelb, dann braun). •Habitus der gesamten Pflanze schlaff und welk („Welketracht“) •K fördert u.a. die Photosynthese wirkt damit auch auf den osmot. Wert
  • Auswirkungen von Magnesium-Mangel? •Mg ist Zentralkation des Chlorophyllmoleküls (10-20% des Gesamt - Mg), ATP-Synthase benötigt Mg als „Brückenbildner“ zw. Enzym und ATP; ATP im Stoffwechsel überwiegend als ATP-Mg-Komplex •Mg-Mangel beginnt bei älteren Blättern. •Gramineen: Chlorophyllanhäufungen längs der Gefäßsysteme (Perlenschnur), bei Mais zu einer Tigerung. Später einheitliche Vergilbung •Bei Dikotylen: chlorotische, später gelb werdende Flecken in den Interkostalfeldern, später sind nur noch die Hauptadern grün.  
  • Auswirkungen von Schwefel-Mangel? •Bildung S-haltiger Aminosäuren ist gehemmt •Proteinsynthese ist gehemmt, dadurch absinkender Chlorophyllgehalt •Beginnt meist an jungen Blättern, hellgrüne bis gelbe Chlorosen •Blätter des Rapses häufig schiffchenförmig an den Rändern aufgewölbt. •Die Stängel bleiben dünn, wirken aber holzig •Blütenblätter des Rapses weißlich gefärbt  
  • Auswirkungen von Calcium-Mangel? •Ca stabilisiert Zellwände und –membranen. •Schwer verlagerbar •Ca-Mangel kommt in der Natur selten vor. •Äpfel: Stippigkeit (schwarze, trockene Flecken in den Früchten, gehäuft einige mm unter der Fruchtschale)  
  • Auswirkungen von Eisen-Mangel? •Fe Bestandteil der prosthetischen Gruppe div. Enzyme. Hämhaltige und FeS-Proteine, z.B. Hämhaltige Enzyme: Cytochrom, Katalase, Peroxidase •Fe ist für die Chlorophyllsynthese erforderlich •Bei Fe-Mangel ergrünen die jungen Blätter nicht. •Bei Ausbreiten des Mangels finden sich an den zusätzlich betroffenen Blättern scharf grün abgesetzte Adern auf gelbem Grund. •Fe-Mangel = „Kalkchlorose“, da Fe bei hohem pH im Boden schwer löslich; zudem: Fe-Inaktivierung im Blattapoplasten als schwerlösl. Fe(III)-Oxid.  
  • Auswirkungen eines Zink-Mangels? •Zn Bestandteil der prosthet. Gruppe verschiedener Enzyme wie z.B. Alkohol-Dehydrogenase, Carboanhydrase, essentielle Komponente der RNA-Polymerase •Starke Sprossstauchung („Rosettenbildung“) •An älteren und mittleren Blättern treten chlorotische Flecken mit Nekrosen auf •Zn-Mangel kommt vor allem auf P-reichen und auf Carbonatböden oder stark degradierten tropischen Böden vor •Erhöhter Bedarf bei hohen Temperaturen und hoher Lichtintensität  
  • Auswirkungen eines Kupfer-Mangels •Cu Bestandteil der prosthet. Gruppe verschiedener Enzyme wie z.B. Superoxiddismutase, Phenylalanin-Ammonium-Lyase (à Phenolsysnthese, Lignifizierung) und bei e—Transport-Ketten •Starke Bleichung der Blätter; an jungen Blättern weiße Chlorosen verbunden mit Eindrehen der Spitze •Sterilität der Blüten oder sogar Unterbindung der Bildung von Infloreszenzen •Cu-Mangel kommt vor allem auf organischen und kalkreichen Böden (kalkreiche Niedermoore) vor
  • Auswirkungen eines Mangan-Mangel ? •Mn ist Cofaktor verschiedener enzymatischer Reaktionen, z.B. TCC) •Mn ist erforderlich für phyotolytische H2O-Spaltung à essentiell für photosynth. Energiegewinn •Chlorosen und Nekrosen der jüngeren Blätter; bei Gramineen Eintrocknen der Blattspreiten vom Rand her am unteren Drittel der Spreite •Mn-Mangel kommt vor allem auf kalkreichen organischen Böden, besonders beim Austrocknen (Oxidation von Mn(II) zu Mn(III) und Mn(IV)-Oxiden (Braunstein) à praktisch wasserunlöslich  
  • Auswirkungen eines Bor-MAngels Bor ist essentieller Bestandteil der Zellwand: Verknüpfung eines bestimmten Pektins (Rhamnogalacturonan II): bes. in differenzierenden Zellen Weitere Funktionen vermutet aber noch nicht bewiesen (z.B. Membranglykoproteine) Hoher Bedarf von Latex-führenden Arten; geringer Bedarf bei Gramineen Symptome: Apikalnekrosen (Herz- und Trockenfäule der Rübe), Hohlherzigkeit (Sellerie, Futterrüben)
  • Auswirkungen eines Molybdän-Mangels Mo Bestandteil des Mo-Kofaktors der Nitratreduktase, Aldehydoxidase, Xanthindehydro-genase, Sulfitoxidase, Aldehyddehydrogenase, sowie der Nitrogenase (N2-Fixierung von Leguminosen) Starke Reduktion der Blattspreite („whip tail“ bei Kohlarten), vermutlich u.a. durch Nitratanreicherungà Salzschaden);
  • Schlussfolgerungen der Nährstoffaufnahme? - Anreicherung und Selektivität gegeben, aber:  - Selektivität zwischen verschiedenen Nährstoffen  - Anreicherung unterschiedlich zwischen verschiedenen Arten  - Verhältnis Kationen/Anionen artspezifisch unterschieden
  • Einfluss von Salzkonzentration und Ionenart auf Nährstoffaufnahme Schlussfolgerungen? - Aufnahme steigt mit zunehmender Außenkonzentration, aber: - nicht linear (Aufnahmesysteme werden gesättigt) - Wasser in der Pflanze steht unter positivem Druck à Folge aktiver Ionenaufnahme - Zunehmende Außenkonzentrationen reduzieren das osmotische Potenzialgefälle zwischen Boden und Pflanze, und damit die Wasseraufnahme  
  • Einfluss der Stickstoffform auf die Nährstoffaufnahme? - Nitraternährung erhöht die Kationenaufnahme, während Ammonium diese verringert - Da dies Ladungs- und pH in einer Zelle stark ändern würde, muss ein Ausgleich geschaffen werden:à - Ladung/pH werden gepuffert durch Synthese oder Abbau organischer Anionen  
  • Einfluss der Temperatur auf Nährstoffaufnahme und Verlagerung ? - Aufnahme steigt mit der Temperatur, daher auch die Exudation, - aber unterschiedlich für Ca++ und K+ - Zunehmendes Verhältnis zwischen K+ und Ca2+ weist auf eine metabolisch kontrollierte Ionenaufnahme bei K+ und einen weitgehend physikalisch bestimmte Ca++ Aufnahme  
  • Transport von Nährstoffen in die Pflanze? Aktiver Transport (atmungsabhängig), bei niedrigen Konzentrationen: H2PO4- , K+, NH4+, NO3- und Cl- •Weitgehend passiver Transport (Diffusion und Wasserstrom): Ca2+ , B(OH)3 , z.T. Mg2+
  • Ablauf des Wurzeldruckaufbaus ? Aktive Ionenabgabe ins Xylem (insbesondere K) Osmotisches Potential sinkt ab Wasser stömt passiv nach Wasser wird nach oben gedrückt
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  • Wie läuft der Nährstoff- und Assimilattransport innerhalb der Pflanze (z.B. aus Blättern in Wurzeln) ab? Transport im Phloem (Im Gegensatz zum Xylem aus lebenden Zellen bestehend) Mechanismus: Münch‘sche Druckstromtheorie, Beladung mit Zuckern (und K), Wasser strömt nach, Druck erhöht sich, Fluss zu Orten mit geringerem Druck Aktive Entladung in des Phloems z.B. in Wurzeln und Sprossspitzen
  • Welche Nährstoffmanngel kann man an alten Blättern feststellen ? N P K Mg
  • Welche Nährstoffmängel kann man an jungen Blättern feststellen? CA B Fe
  • Welche Nährstoffmängel kann man an Früchten feststellen? Ca B
  • Welche Funktionen haben Mycorrhiza? Hyphen durchziehen den Boden und erhöhen die Kontaktfläche zur Nährstoffaufnahme Erhalten vom Wirt: Kohlenhydrate, Aminosäuren Wachstum des Pilzes hängt von der Nettoassimilation der Wirtspflanze ab Erhöht insbesondere die Aufnahme schwerlöslicher Nährstoffe (bes. Phosphat)
  • Mycorrhiza fehlt weitestgehend auf?  Salzböden  extrem trockenen Standorten  überstauten Böden  Abraumhalden  eutrophierten Böden (bes. P und N)  
  • Welche Art von Mykorrhiza trittn bei Kulturpflanzen auf ? Endomykorrhiza
  • N-Verbindungen in der Pflanze:?   • N-Verbindungen in der Pflanze: Aminosäuren-à Proteine Amine nicht proteinogene AS (z.B. Avena-Sre., Muginsre.) Nucleotide àNucleinsäuren Coenzyme: NADH+H+, NADPH+H+ , FADH+H+ , Alkaloide (z.B. Nicotin) Spurenstoffe wie Cytokinine• N liegt dabei stets in reduzierter Form vor Salicylsäure (Abwehrstoff und Induktion von ROS-Bildung) aus Phenylalanin über Cumar- oder Benzoesäure    
  • Was sind Huminstoffe? über ihre Löslichkeit definierte, heterogene, polymere N-Verbindungen (mikrobielle Umwandlungsprodukte aus organischem Material)      
  • Ursachen erhöhten Unkrautdruckes unter den heutigen Wirtschaftsbedingungen?   -Verarmung der Fruchtfolgen -Veeränderung der Art und zeitlichen Abfolge der Bodenbearbeitung -vorverlegung der Saatzeit -Anbau kurzstrohiger Getreidesorten, Halmverkürzer,ernteverzögerungs-technik -Arbeitskräftemangel