Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03549.jsonl.gz/2723

Biologie | Umwelt
Visva Loganathan, 2002 | Ebikon, LU
Welchen Einfluss hat die Änderung des Kaliumangebotes auf das Wachstumsverhalten und die äusserliche Erscheinung aquatischer Pflanzen? Um dieser Frage nachzugehen, wurden in einer Versuchsreihe mit 5 Aquarien die Kaliumangebote in gleichbleibenden Konzentrationsstufen von 0 mg/l bis 20 mg/l variiert. Untersucht wurde das Wachstum der Stängellänge von R. indica und die farbliche Erscheinung von R. rotundifolia sowie deren Trockenmassen. Ausserdem wurden noch die Entwicklung der Blätter von Bucephalandra aufgezeichnet und die Blätter von H. pinnatifida gepresst. Die Stängellänge von R. indica korreliert positiv mit der Kaliumzufuhr. Diese Korrelation betrifft in geringerem Masse auch die Trockenmassen beider Rotala-Arten. Die Färbung von R. rotundifolia weist einen Rot-Grün Gradienten in Abhängigkeit der Kaliummenge auf. Die Blattgrösse von Bucephalandra nahm nur langsam zu und unterscheidet sich nicht zwischen den Aquarien. Die Blattformen von H. pinnatifida konnten wegen zu starker Pressung der Blätter leider nicht verglichen werden. Zusammengefasst reagieren die getesteten aquatischen Pflanzen in ihrem Stängelwachstum, ihrer Biomasse und ihrer Färbung auf erhöhte Kaliumverfügbarkeit.
Fragestellung
Folgende drei Fragen wurden in der vorliegenden Arbeit erläutert: (I) Wie viel Biomasse wird in den Aquarien innerhalb der Testperiode umgesetzt und wie hängt der Biomassenzuwachs ab von der herrschenden Kaliumkonzentration? (II) Inwiefern unterscheidet sich die Blattfarbe der Pflanzen zwischen den verschiedenen Aquarien mit unterschiedlichen Kaliumkonzentrationen im Wasser? (III) Wie wirkt sich die Kaliumkonzentration auf die Blattform, die Blattgrösse, den Blätterabstand und die Blätteranzahl in den unterschiedlichen Aquarien aus?
Methodik
Es wurden fünf 30 Liter-Aquarien aufgestellt und für 30 Tage beobachtet. Die verwendeten Pflanzen sind R. indica, R. rotundifolia, Bucephalandra und H. pinnatifida. Technisch gelangten mechanische Innenfilter, starke LED’s und eine CO2-Anlage zur Anwendung. Die Aquarien wurden täglich mit selbstgemischten Makronährstoffdüngern auf je 1.5 mg/l Phosphat, 25 mg/l Nitrat und in 5 mg/l Schritten abgestuft von 0 bis 20 mg/l Kalium zugedüngt. Insgesamt wurden täglich die Stängellänge von R. indica und nach 30 Tagen die Trockenmassen von R. indica und R. rotundifolia gemessen. Die Färbung der R. rotundifolia wurde fotografisch festgehalten und von Auge bewertet. Ebenfalls wurden die Blattzahlen der Bucephalandra Pflanzen bestimmt , und die Blätter von H. pinnatifida gepresst.
Ergebnisse
Zur ersten Fragestellung wurde ermittelt, dass die Stängellänge von R. indica bis zum zehnten Tag in allen Aquarien ähnlich ist, dann mit höherem Kaliumangebot stärker zunimmt und nach 30 Tagen durchschnittlich zwischen 45 mm und 125 mm in den verschiedenen Aquarien beträgt. Die Trockenmassen beider Rotala Arten nehmen zwischen 0 mg/l und 10 mg/l Kalium stark und zwischen 10 mg/l und 20 mg/l Kalium nur noch schwach zu. Zur zweiten Fragestellung wurde bei der Blattfarbe von R. rotundifolia einen Rot-Grün Gradienten entlang der zunehmenden Kaliumkonzentrationen beobachtet. Zur dritten Fragestellung wurde die Blattgrösse von Bucephalandra ermittelt, welche im Versuchszeitraum nur leicht zunahm und sich nicht zwischen den Aquarien unterscheidet. Anzahl und Abstände der Blätter von H. pinnatifida konnten nicht ermittelt werden, da die verwendete Industriepresse die Blätter deformierte.
Diskussion
Biomasse und Blattfärbung verändern sich mit zunehmendem Kaliumangebot. Das sigmoide Wachstumsverhalten bei Pflanzen erklärt, wieso das Stängelwachstum zwischen den Aquarien erst nach zehn Tagen divergiert. Die Farbunterschiede der R. rotundifolia können mit einem geringeren Fotosyntheselimit der Pflanzen bei tiefer Kaliumzufuhr erklärt werden. Daher müssen Pflanzen mit wenig Kalium schon bei der schwächeren Lichtstrahlung rötliche Schutzpigmente gegen Strahlungsschäden ausbilden, woraus der Rot-Grün Gradient resultiert. Bei der dritten Fragestellung konnten aufgrund des langsamen Wachstums von Bucephalandra und der zu starken Pressung von H. pinnatifida keine aussagekräftigen Erkenntnisse gewonnen werden.
Schlussfolgerungen
Das Kaliumangebot beeinflusst Stängellänge, Biomasse und Färbung der getesteten aquatischen Pflanzen. Dies wurde bereits vielzählig bei terrestrischen Pflanzen beobachtet. Um auch die Entwicklung der Blattformen und -grössen bei unterschiedlichem Kaliumangebot zu beurteilen, wären ein längerer Testzeitraum und ein besseres Pressverfahren nötig.
Würdigung durch die Expertin
Katja Stengele
Visva Loganathan vereint in seiner Arbeit gekonnt seine Leidenschaft für die Aquaristik mit seinem grossen Interesse an der Forschung. Dabei widmete er sich einem bislang nur spärlich erforschten Thema, nämlich dem Einfluss des Makronährstoffes Kalium auf das Wachstum von Wasserpflanzen. Dabei hat er sein vorgängiges Wissen in der Aquaristik gekonnt genutzt und ein durchdachtes sowie kontrolliertes Experiment geplant, welches er rigoros und sorgfältig durchgeführt hat. Seine Resultate konnte er zudem mit allgemeinen pflanzenphysiologischen Prozessen in Zusammenhang setzen.
Prädikat:
sehr gut
Gymnasium St. Klemens, Ebikon
Lehrer: Christoph Rohrer