Die kolorimetrische Bestimmung des Lichtkompensationpunktes bei den Kormophyten

Die vorliegende Arbeit enthält einen Teil dter Ergebnisse von Untersuchungen, die im Botanischen Institut der Lanwirtschaftlichen Hochschule Hohenheim von Dr. H. Lieth in Angriff genommen wurden und an deren Durchführung der Verf. mitbeteiligt war. Eine umfassende Darstellung der Versuche wird demnächst von H. Lieth in deutscher Sprache veröffentlicht werden. Die kolorimetrische COs-Bestimmungsmethode nach Kauko und Calberg, die Alvik erstmalig in der Botanik verwendete, ist danach häufig zu CO»-Umsatzmessungen in ökologischen Arbeiten gebraucht worden. Die Methode wurde jedoch in der letzten Zeit von Frenzei (1955) und Lange (1956) kritisiert. Deshalb wurde sie im Botanischen Inst, der Landw. Hochschule Stuttgart-Hohenheim erneut eingehend geprüft (Lieth 1958). Dabei wurden Grenzen und Möglichkeiten der Methode herausgearbeitet und vor allem auf ihre vorzüglichen Eigenschaften bei Untersuchungen über den Lichtkompensationspunkt hingewiesen. Der grösste Teil des Versuchsmaterials stammt aus den Gewächshäusern des botanischen Gartens. Nur die Moose und ein Teil der Erica- ceen wurden in Freiland des botanischen Gartens und in den Wäldern der Umgebung des Uracher Wasserfalles auf der Schwäbischen Alb gesammelt. Die Versuche wurden in der Zeit vom November 1957 bis Januar 1958 durchgeführt. Aus allen Klassen der Kormophyten sind Arten vertreten. Jede systematische Klasse (Bryophyten, Pteridophyten, Gymnospermen und Angiospermen) ist besonders ausgearbeitet. Die Angiospermen sind noch gesondert in pflanzengeographische Herkünfte und Sukulenten als besondere ökologische Gruppe unterteilt. Die Pflanzen wurden während der Versuche mit zwei Quecksilberhöchstdrucklampen (200 und 400 W der Fa. Radium) beleuchtet. Um unterschiedliche Lichtstärken für die einzelnen Pflanzen zu erhalten, wurden diese verschieden weit von den Lichtquellen exponiert. Je nach Eigenart der Pflanzen stellt sich auf einer bestimmten Entfernung von der Lampe ein Gleichgewicht zwischen Atmung und Assimilation ein. Je nach Lage dieses Kompensationspunktes haben wir die Pflanzen in 8 Gruppen mit fallendem Lichtbedarf unterteilt. Die Beziehungen der Gruppen zur Beleuchtungsstärke und zur Entfernung von den Lampen sind in einer Tabelle des kroatischen Texten auf S. 124 dargestellt. Ausser dem Kompensationspunkt wurden für jede Pflanzenart der Lichtgenuss am Standort gemessen (nur bei Moosen geschätzt) und in einer besonderen Anwendung der kolorimetrischen CO_’ -Bestimmungsmethode die Atmungsintensität pro g Trockengewicht und Stunde gemessen. Für die einzelnen systematischen Klassen ergab sich folgendes: 1. Bryophyten. Die meisten gehören zur Kompensationsgruppe 5. Ihre Standorte hatten einen geringen Lichtgenuss (geschätzt). Die meisten Moose atmeten relativ stark. Die Ergebnisse an diesen Pflanzen sind wegen der völlig andersgearteten Standorte nicht unbedingt mit den nachfolgenden zu vergleichen. Bei kalktuffbildenden Moosen ist unsere Methode nicht brauchbar. (Abb. 3b, 5b). 2. Pteriodophyten. Ihr Lichtkompensationspunkt liegt vorwiegend in den Gruppen 6, V und 8, also sehr niedrig. Sie wuchsen alle bei nierdigem Lichtgenuss und zeigten eine relativ schwache Atmung. (Abb. 3c, 5c). 3. Gymnospermen. Die Lichtkompensation tritt in der Mehrzahl bei mittlerer Beleuchtungstärke (Gruppe 5) ein. Ihre Atmung ist stets niedrig. Sowohl bei Pflanzen, die bei hohem Lichtgenuss wuchsen als] auch bei solchen, die weniger Licht erhielten. (Abb. 3d, 5d). 4. Angiospermen. a) Mitteleuropäische Pflanzen. Die wenigen Pflanzen, die wir aus diesen Gruppen prüfen konnten, zeigten eine Lichtkompensation in den Gruppen 4 bis 6. Die meisten atmen ziemlich intensiv. Einige von ihnen gleichen sich bei geringerem Lichtgenuss mit weniger Atmung aus. (Abb. 4a, 6a). b) Mediterrane Pflanzen. Der Lichkompensationpunkt liegt ebenfalls hauptsächlich in den Gruppen 4 bis 6. In der Regel wird auch hier die stärkeie Beschattung am Standort mit schwächerer Atmung ausgeglie- chen (Abb. 4b, 6b). c) Australische Pflanzen. Lichtkompensationspunkt ebenfalls mei\u27srt in Gruppe 4 bis 6; bei vielen Pflanzen aber auch bei stärkerer Beleuchtung (Gruppe 2~3). Zwischen Kompensationspunkt, Atmungsintensität und Lichtgenuss am Standort finden wir keine besondere Korrelation. (Abb. 4c, 6c). d) Subtropische Pflanzen. Ihr Lichtkompensationspunkt findet sich in der Regel in der Gruppe 5 bis 7, nur selten darüber. Fast immer zeigen Pflanzen mit schwächerem Lichtgenuss am Standort eine geringe Atmung. (Abb. 4d, 6d). e) Tropische Pflanzen. Die von uns untersuchten Pflanzen haben vorwiegend ihren Kompensationspunkt in der Gruppe 7. Zwischen Lichtgenuss und Atmung finden wir keine Beziehung. (Abb. 4e. 6e). f) Sukkulenten. Diese Gruppe benötigt sehr hohe Beleuchtungsstärken um den Kompensationspunkt zu erreichen obwohl sie in der Regel nur schwach atmen. In wieweit hier die Morphologie der Assimilationsorgane von Bedeutung ist, die in der Regel an eine allseitige Besonnung angepas.st scheint, bedarf noch näherer Untersuchung. {Abb. 4f, 6f). Einschränkend für unsere Ergebnisse in dieser Betrachtungsweise möchten wir darauf hinweisen, dass für die Assimilations- und Atmungsintensität einer Pflanzenart in erster Linie die standörtliche und nicht systematische oder pflanzengeographische Betrachtung von Bedeutung ist. In einem pflanzengeographischen Bereich finden sich immer verschiedene Standorte. Das bedingt die mehr oder weniger grosse Streuung in den einzelnen Gruppen. Die einheitlichsten Standortverhältnisse haben von unseren Gruppen die Sukkulenten; dbmentsprechend reagieren sie auch sehr gleichmässig. (Mit Unterstützung durch den Deutscher Akademischen Austauschdienst und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.