 | Waldschutz |
Phytopathologie und Biochemie |
| Biochemische Parameter zur Stressfrüherkennung | |
| Breitenbach M., Fürst Novosel D. | |
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Am Institut für Waldschutz, in der Abteilung Phytopathologie und Biochemie werden Untersuchungen von Stressparametern an Fichten durchgeführt. Diese Untersuchungen dienen zur Beschreibung der physiologischen Disposition von Waldbäumen. Waldbäume sind vielfachen, einerseits natürlichen als auch anthropogenen, d. h. vom Menschen verursachten Belastungen ausgesetzt, die physiologische Veränderungen hervorrufen. Die Kenntnis der physiologischen Disposition von Waldbäumen soll im Sinne einer Vorwarnstufe dazu dienen, bereits vor einer sichtbaren Schädigung Maßnahmen zur nachhaltigen Wahrung des Gesundheitszustandes der Wälder zu treffen.
Bestimmungen biochemischer Komponenten in Fichtennadeln, wie die Antioxidantien Ascorbinsäure, Thiole, Tocopherole sowie der Pigmente, sind geeignet zur Beschreibung und Abschätzung des Stresszustandes ( Universtät Graz, Inst. für Pflanzenphysiologie).Eine verläßliche Beschreibung der Stresssituation ist durch Analyse einer einzigen biochemischen Komponente nicht möglich. Da eine Vielzahl von Stressursachen eine Vielzahl komplexer Muster der biochemischen Variablen hervorrufen, ist für die Beurteilung und Bewertung der Stresssituation eine aufwendige statistische Analyse des gesamten Datenpools mit Hilfe multivariater statistischer Methoden erforderlich. Aus den Verhältnissen der untersuchten biochemischen Parameter können derzeit differentialdiagnostisch Mustertypen zugeordnet werden. Anhand dieser Mustertypen können vier Hauptkategorien ausgeschieden werden:
Die Beprobung von Fichten erfolgt auf Versuchsflächen, die sowohl standörtlich als auch in Hinblick auf Belastungen durch Luftschadstoffe und Einträge gut dokumentiert sind. Die Kenntnis der Umgebungsparameter und der Luftschadstoffbelastung ist für die Bewertung der komplexen Muster der biochemischen Variablen wesentlich. Die Versuchsflächen liegen in unterschiedlichen Wuchsgebieten und Höhenlagen und zeigen auch hinsichtlich ihrer Belastungssituation Unterschiede. Dadurch kann ein Überblick über die Bandbreiten der ermittelten Stressfrüherkennungsparameter im Hinblick auf Seehöhe, Klima und Baumalter etc. erhalten werden.
Derzeit werden Fichten von einem Transekt mit drei Versuchsflächen in den Nordtiroler Kalkalpen und einem Transekt mit vier Versuchsflächen in den südlichen Kalkalpen (Karawanken) untersucht.
Da die Konzentrationen der zu bestimmenden biochemischen Variablen sowohl jahreszeitlichen als auch tageszeitlichen Schwankungen unterliegen, muß die Probennahme nach genau festgelegten Standards erfolgen. Die Proben werden, je nach Problemstellung, entweder sofort in flüssigem Stickstoff (-196oC) eingefroren, oder 24 Stunden gekühlt im Dunklen gelagert und dann bei -80oC bis zur Analyse aufbewahrt.
Die Nadeln werden gefriergetrocknet und dann in flüssigem Stickstoff zerrieben. Die niedermolekularen Komponenten Ascorbat/Dehydroascorbat und oxidierte und reduzierte Thiole, Tocopherole, sowie die Pigmente werden aus dem Nadelmaterial extrahiert und mittels HPLC (High Performance Liquid Chromatographie = Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) aufgetrennt und ihre Konzentrationen bestimmt. Ihre Konzentrationen und deren komplexe Verhältnisse zueinander geben Aufschluss über den physiologischen Stresszustand der Waldbäume.
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| High Performance Liquid Chromatographie Anlage - HPLC |
Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass der Gehalt an Ascorbinsäure und Thiolen in der Regel mit steigender Höhe zunimmt. Für alle untersuchten Parameter gab es zumindest in einem Untersuchungsjahr deutliche Unterschiede zu den Analysenergebnissen von anderen Jahren. Die beiden Kalkstandorte, einer in den Nordtiroler Kalkalpen der andere in den Karawanken unterscheiden sich deutlich in ihren Gehalten der Antioxidantien Ascorbat, Thiole und Tocopherol.
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