Nadelinhaltstoffe und Ablagerungen auf Nadeloberflächen von Fichten (Picea abies Karst.)

Zusammenfassung

Es wird das experimentelle vorgehen zur Befreiung von Nadeln von epikutikulärem Wachs und von anhaftendem Aerosol beschrieben. Das Verfahren arbeitet mit Tetrahydrofuran/Toluol und liefert einerseits sauber gewaschene Nadeln und andererseits das abgelöste Material. In beiden Probenmaterialien werden anschließend durch instrumentelle Neutronenaktivierungsanalyse 20 Makro- und Mikroelemente quantitativ bestimmt.

Als Untersuchungsmaterial dienten 1jährige Nadeln der Fichte (P. abies) von 30 Standorten aus der Gegend von Winterthur (Schweiz). Das abgelöste Material entspricht in seiner Zusammensetzung weitgehend dem lokalen Boden. Die von der Oberfläche von 1 g Nadeln abgelösten Aerosolmengen sind am Waldrand wegen des Randeffektes 2,6mal größer als im Waldesinnern. Die an den Nadeln eines Fichtenwaldes angelagerte Menge von Bodenaerosol wird auf etwa 10 kg/ha geschätzt.

Der Vergleich zwischen inhärentem Nadelgehalt und abgelöstem Material erlaubt eine quantitative Aussage darüber, wieweit ungewaschene Nadeln zur messung der Inhaltsstoffe verwendet werden können. Es ergibt sich, daß zwar einige Elemente, worunter die meisten Nährelemente, an ungewaschenen Nadeln mit kleinem Fehler bestimmt werden können, daß jedoch eine ganze Reihe von Elementen nur an in geeigneter Weise gewaschenen Nadeln zuverlässig gemessen werden können. Für Fe und Al werden die Resultate eingehender dargestellt. Für Fe ergibt sich eine Normalverteilung mit einem Mittelwert von 26 μg/g, beim Al eine logarithmisch-normale Verteilung mit einem Mittelwert von 16 μg/g. Die Al-Gehalte zeigen eine hochsignifikante negative Korrelation mit dem pH des Standortbodens, wogegen die Fe-Gehalte keine Abhängigkeit zeigen.

Summary

The procedure which is used to free needles from epicuticular wax and adhering aerosol is described. The needles are washed with tetrahydrofuran and toluene. Both the clean needles and the material removed were analysed for 20 macro- and microelements, using instrumental neutron activation analysis.

One-year-old needles of Norway spruce (P. abies) from 30 sites in the vicinity of Winterthur (Switzerland) have been investigated. The material removed from the surface of the needles has a composition similar to that of the local soil. The quantity of aerosols removed from 1 g of needles is 2.6 times greater at the edge of the forest than in the interior. The amount of soil aerosols retained on the needles of a spruce forest is estimated to be approximately 10 kg/ha.

The comparison of inherent needle concentration and amount of the removed material gives a quantitative indication as to what extent unwashed needles can be used to measure the true needle concentration. It follows that some elements, among them most plant nutrient elements, can be determined with unwashed needles; however, analysis of washed needles is mandatory for reliable determination of many other elements. As an example, results for Fe and Al are given in more detail. Fe is normally distributed (mean 26 μg/g), whereas Al has a lognormal distribution (mean 16μg/g). The Al-concentrations at the different sites show a highly significant negative correlation with the pH of the soil. There is no significant correlation for Fe.