Erläutern Sie das Prinzip der Nährstofflimitierung
Das Prinzip der Nährstofflimitierung wurde von Justus von Liebig (und sogar etwas früher von Carl Sprengel, den die Geschichte lange Zeit vergessen hat) erkennt. Liebiegs Gesetz postituliert, dass die Biomasseproduktion durch diejenige(n) Ressource(n), die im Minimum vorliegt/vorliegen, limitiert wird. Dies ist häufig als Plankenlänge eines Fasses, in dem der Wasserstand die Biomasseproduktion symbolisiert dargestellt (“minimum-Tonne”)
Wie reagiert ein N-limitiertes Ökosystem auf a) N-Düngung und b) P-Düngung
N-Düngung stimuliert das Pflanzenwachstum, P-Düngung hat keinen Effekt
Was bedeutet eine Stickstoff- und Phosphor-Kolimitierung des Wachstums? Bitte verdeutlichen Sie den Effekt mithilfe der Minimum-Tonne.
Bei einer Kolimitierung spielen die zwei Elemente N und P eine gleich wichtige Rolle für die Biomasseproduktion. Im Konzept der Minimum-Tonne wären zwei Planken gleich lang.
Was versteht man unter Stickstofffixierung? Welche Pflanzenfamilie ist dafür bekannt, in Symbiose mit Rhizobien Stickstoff zu fixieren?
Stickstofffixierung ist die mikrobielle Reduktion des elementaren Stickstoffs (N2) der Atmosphäre zu NH3. Da NH3 ein starkes Zellgift ist, muss es sofort von den Pflanzen in organische Metabolite assimiliert werden. In wässriger Lösung reagiert NH3 zu NH4(+), das nicht giftig ist und von allen PFlanzen aufgenommen werden kann. Bakterien der Gattung Rhizobium bilden mit den sogenannten Leguminosen oder Hülsenfrüchtlern (heutige wissenschaftliche Bezeichnung der Pflanzenfamilie: Fabaceae) Symbiosen, in denen die Pflanze das Bakterium mit Energie versorgt und das Bakterium der Pflanze im Gegenzug N zur Verfügung stellt. Dazu stellen die Pflanzen “Knöllchen”, knotenartige Wurzelverdickungen, als geschützten Aufenthaltsraum für die Mikroorganismen zur Verfügung, in dem die Stickstofffixierung unter anaeroben Bedingungen mithilfe des Mo-haltigen Hauptenzyms Nitrogenase realisiert wird. Zu den Leguminosen gehören z.B. Erbsen, Bohnen, Klee und Soja
Was ist Nitrifikation und was Denitrifikation?
Nitrifikation ist die mikrobielle Oxidation von Ammonium (NH4(+)) über mehrere Zwischenstufen (NH2OH, NO2(-) - während dieses Prozesses kommt es aus nicht aufgeklärten Gründen auch zur Emission von N2O und NO) zu Nitrat (NO3(-)).
Denitrifikation ist die mikrobielle Reduktion von Nitrat über Nitrit (NO2(-)) zu den N-Gasen Stickstoffmonoxid (NO), Lachgas (N2O) und elementaren Stickstoff (N2), die aus dem Boden ausgasen können.
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