Beschreibung

Im Rahmen des Conventwald-Projektes wurde die Sensitivität von Ökotypen der Buche auf Trockenstreß untersucht. Buchen sind obligat mykotroph, d.h. sie erhalten Wasser und Nährsalze aus dem Boden über die Pilz-Wurzel-Symbiose (Ektomykorrhiza). In den Pilzhyphen erfolgt auch eine Speicherung von Nährstoffen, insbesondere von Phosphat, stickstoffhaltigen Verbindungen (Aminosäuren und Proteinen) und Glykogen, die als Reserven für Zeiten geringer Nährstoffverfügbarkeit angesehen werden können. Die erforderlichen Kohlenhydrate für die Synthese der Aminosäuren und des Glykogens werden von der Pflanze geliefert. Erwartungsgemäß sollten daher Mykorrhizen von Buchen-Ökotypen mit höherer Trockenstreßtoleranz und damit höherer Photosyntheseleistung unter Trockenstreß mehr Aminosäuren, Proteine und Glykogen speichern können als sensitive Herkünfte. Wegen des ebenfalls zu erwartenden verminderten N-Bedarfs der Pflanzen unter Trockenstreß sollte die Speicherung gegenüber Kontrollpflanzen ansteigen, solange die N-Aufnahme nicht beeinträchtigt wird. Diese Arbeitshypothesen sollten geprüft und die Speicherung auf ihre bioindikative Eignung untersucht werden.

Die Stickstoffverbindungen werden bei Überschuß vakuolär gespeichert und können lichtmikroskopisch als färbbare Granula in den Pilzhyphen der Mykorrhizen erfaßt werden. Der N-Gehalt kann mittels der Elektronen Energieverlust Analyse (EELS) nachgewiesen werden. Glykogen kann nach spezifischer Kontrastierung transmissions-elektronenmikroskopisch identifiziert werden. In einem Feldexperiment wurden Buchensetzlinge unterschiedlicher Herkunft in einen Buchenhochwald (Conventwald) gepflanzt und ein Jahr später die Hälfte der Pflanzung mit einer Plastikfolie überdacht. Die Verteilungsdichte der N-haltigen Granula wurde in drei unterschiedlichen Mykorrhizatypen von 5 Buchen-Ökotypen nach drei- bzw. viermonatiger Überdachung sowie an Kontrollpflanzen bestimmt. Die Glykogenspeicherung wurde an Stichproben kontrolliert. Sie erwies sich als wenig verändert. Die N-Speicherung stieg nach viermonatiger Überdachung in den Mykorrhizen aller drei Pilzpartner tendenziell an, was auf einen verminderten Bedarf der gestreßten Pflanzen hinweist. Die Zunahme der Speicherung war für die Herkunft Forbach statistisch signifikant, für die Herkunft Conventwald ebenfalls deutlich erhöht gegenüber den anderen Herkünften. Das Ergebnis findet seine Entsprechung im erhöhten Wassernutzungskoeffizienten der beiden Schwarzwald-Herkünfte, die von der Arbeitsgruppe Lichtenthaler/Bussmann gemessen wurde. Damit läßt sich ein Zusammenhang zwischen effektiver Photosynthese und der Speicherkapazität der Mykorrhizen erkennen. Eine höhere Speicherung N-haltiger Verbindungen in den Vakuolen der Pilzhyphen kann als vorteilhaft angesehen werden. Die Befunde lassen sich daher dahingehend interpretieren, daß die beiden Schwarzwald-Herkünfte Forbach und Conventwald zumindest am Standort Conventwald von Trockenstreß weniger beeinträchtigt wurden als die Herkünfte aus Oberschwaben. Die vakuoläre N-Speicherung in den Pilzhyphen der Mykorrhizen kann nach diesen und früheren Ergebnissen boindikativ genutzt werden.