Pflanzenernährung VL4 PDF

Preview

Summary

Wintersemester...

Description

VL 4 Bedeutung von P und Inositolphosphat-Stoffwechsel Einfluss der N-Form auf den pH-Wert in der Rhizosphäre - Nitrat NO3- wirkt besonders basisch  pH von etwa 8 - Ammonium NH4+  pH von etwa 6 – 6,6 Vorsicht: Bei Toxizität spielen Aquaporine eine wichtig Rolle, die sonst einen eher kleineren Beitrag zur Aufnahme von Ammonium leisten!

Kombination von chemischer und physiologischer pH-Wirkung – Beispiel Harnstof - Zunächst Anstieg durch Abbau (Urease) - Dann pH Abfall durch: Nitrifikation, Aufnahme von NH4 + (wirkt physiologisch sauer)

Deckung des Phosphatbedarfs durch Abbau P-Vorkommen limitiert: bilanziertes Vorkommen -> errechnete Reichweite ~ 300 Jahre (2015) Abbau schwieriger -> Preissteigerung, Abbau von Phosphaten geringerer Qualität Vorräte in wenigen - politisch z.T. unsicheren Ländern (Marokko, China, Jordanien, USA, Russland)  Europa ohne Vorkommen, abhängig von Importen Probleme durch P-Eintrag in die Umwelt - Eutrophierung von Gewässern  enormer Algenwuchs - Erosion (Abschwemmen von Böden durch Starkregen)  aquatische Ökosysteme! Phytat: wichtigste Speicherform von Phosphor in der Pflanze Phytat bindet: Fe2+, Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+ (und andere divalente Metalle) Problem: Mensch und nicht wiederkäuende Tiere besitzen keine Phytasen  Fe und Zn-Mangel, P Eintrag in Gewässer durch unverdautes Phytat aus Tierzuchtbetrieben  Züchtung von „low phytic acid“ (lpa) crops Problem: Verminderte Resistenz gegenüber Pathogenen

Inositolpyrophosphate in tierischen Zellen

A. Signalmoleküle, die Proteinkomplexe z.B. Rezeptoren binden (Auslösen allosterischer Effekte) B. (Pyro)Phosphorylierung von Proteinen

VIH2 spielt eine wichtige Rolle bei der Resistenz gegen herbivore Insekten VIH2 = Stoff den Pflanzen bilden, um das Wachstum von herbivoren Insekten zu verlangsamen  ohne das werden z.B. Raupen die sich von den Pflanzen ernähren schneller größer & stärker

Fragen zur Klausurvorbereitung 1. Nennen Sie alle mineralischen und nicht mineralischen essentiellen Nährelemente 2. An welchen Mangelsymptomen erkennen Sie, dass der betroffene Nährstoff Phloemmobil ist? 3. Welchen Trick verwenden pflanzenpathogene Bakterien der Gattung Xanthomonas (z.B. Xanthomonas oryzae) um an den Zucker der Wirtspflanze zu kommen? 4. Wie kann dieser Trick biotechnologisch eingesetzt werden? 5. Kennen Sie außer dem Einsatz von TAL Effektoren noch eine andere Methode zur Genomeditierung? Worin liegt der Vorteil dieser Methode? 6. Nennen Sie mindestens je drei Vorteile bzw. Nachteile von Gefäßversuchen 7. Berechnen von Nährstoffeinwaagen (…) 8. Welchen pH-Wert erwarten Sie von einem Oberboden aus dem Kottenforst? 9. Welche anthropogenen Faktoren kennen Sie, die die natürliche Bodenversauerung verstärken? 10. Welche N-Formen begünstigen eine Versauerung? Wie kann eine Versauerung korrigiert werden? 11. Warum wirkt sich Bodenazidität häufig negativ auf das Pflanzenwachstum aus? 12. Warum verarmen saure Böden häufig an Mg, Ca und K? 13. Warum wird P nicht notwendigerweise pflanzenverfügbarer, wenn der Boden versauert? 14. Welche Möglichkeiten zur Ermittlung der Nährstoffbedürftigkeit von Kulturpflanzen kennen Sie? Können Sie vor und Nachteile dieser Methoden beschreiben? 15. Welche negativen Auswirkungen könnte eine übermäßige Kalkung haben?

16. Beschreiben Sie die Ergebnisse Ihrer N-Steigerung mit Raps (nährstoffarmer Poppelsdorfer Unterboden), für die Sie als N-haltigen Dünger NH4NO3 eingesetzt hatten. 17. Nennen Sie je zwei mineralische und zwei organische N-Dünger. 18. Welche Umweltgefahren entstehen durch das Ausbringen von mineralischen NDüngern? Wie kann der Landwirt durch gutes Managment diese Gefahren minimieren? 19. Wie ändert sich der pH nach Harnstoffdüngung über die Zeit? Welche Prozesse sind hierfür verantwortlich? 20. Wozu werden in der Landwirtschaft Urease bzw. Nitrifikationsinhibitoren eingesetzt? 21. Worauf muss der Landwirt nach der Düngemittelverordnung beachten, wenn er Ammonium (NH4+) -haltige Düngemittel ausbringt? 22. Nennen Sie mindestens zwei Argumente, die es sinnvoll machen, Phosphor aus Abwässern zurückzugewinnen. 23. Kennen Sie den Namen mindestens eines rezyklierten P-Düngers? Wie schätzen Sie die Wirkung eines guten P-Rezyklats im Vergleich zu konventionellen P-Düngern (z.B. Superphosphat) ein? 24. Halten Sie es für sinnvoll, natürlich vorkommendes, weicherdiges Rohphosphat auf einem neutralen, kalkhaltigen Boden als P-Dünger einzusetzen? 25. Wenn Sie nur einen Nährstoff einsetzen dürften, um das Algenwachstum in einem klaren Alpensee (z.B. Silikatalpen) für ihre Fischfarm zu erhöhen, auf welchen Nährstoff würden Sie setzen? 26. In welchem Molekül speichern Pflanzen hauptsächlich Phosphat? 27. Welche Probleme verursacht dieses Molekül für a) die Umwelt (denken Sie an große Mastbetriebe – welche Tiere?) b) und bei der Verfügbarkeit von Eisen und Zink in der menschlichen Ernährung? 28. Halten Sie es für sinnvoll, durch Züchtung, die Biosynthese dieses P-Speichermoleküls global zu reduzieren, welche Nachteile könnten sich daraus ergeben? 29. Welche wichtigen Signalmoleküle werden aus diesem Molekül in der Pflanze gebildet? Was wissen Sie über deren Funktion?...