Mikroskopische und röntgenenergiedispersive Untersuchungen an Feinwurzeln gesunder und erkrankter Fichten (Picea abies [L.] Karst.) verschiedener Standorte

Zusammenfassung

Zur Aufklärung von primären Einflüssen bei der Erkrankung der Fichte auf vielen Standorten der Bundesrepublik wurden Feinwurzeln von 30 Fichten von insgesamt 14 gesunden und geschädigten Waldgebieten mikroskopisch sowie anatomisch und histometrisch untersucht und zelluläre Elementanalysen durchgeführt. Als Ergänzung dienten Feinwurzeln aus Hydrokulturen junger Fichtenpflanzen, die bei unterschiedlichem pH-Wert bzw. Al-Zugaben angezogen wurden. Feinwurzeln kranker Fichten bildeten Rindenzellen mit verringertem Durchmesser bei gleichzeitiger Zunahme der Wanddicke aus; zusätzlich reicherten diese auf Schutzfunktion ausgerichteten Gewebe akzessorische Verbindungen an. Im Zentralzylinder der Feinwurzeln erkrankter Bäume wurden in den Parenchymzellen Gerbstoffe eingelagert und viele Tüpfelmembranen des primären Xylems differenzierten häufig nicht bis zu ihrer Funktionstüchtigkeit aus.

Die röntgenenergiedispersive Elementanalyse von Einzelzellen ergab als wesentliches Ergebnis eine unzureichende Aufnahme von Calcium und insbesondere von Magnesium in den Feinwurzeln kranker Bäume. Im Vergleich zu gesunden Bäumen stieg die Aluminiumkonzentration in der Rindenschicht der Feinwurzeln an, wodurch sich eine antagonistische Wirkung gegenüber der Ca- und Mg-Aufnahme ergab. Darüber hinaus nahm die Konzentration von Eisen und Schwefel in der Feinwurzel kranker Bäume zu.

Die aufgezeigten Veränderungen und Schädigungen in der Feinwurzel kranker Fichten weisen darauf hin, daß neben einer direkten Schadwirkung unmittelbar auf die Krone auch mittelbar über den Boden gravierende Schadeinflüsse auf die Fichten in Waldschadensgebieten gegeben sind.

Summary

In order to contribute to the identification of primary causes of the spruce decline—evident in many regions of the Federal Republic of Germany—fine roots of 30 trees from altogether 14 healthy and damaged forest locations were investigated microscopically, anatomically, histometrically and by cellular microprobe analysis. In addition, fine roots of young plants grown in hydroponic cultures at different pH levels and Al input were studied.

Fine roots of declining trees developed cortex cells with a reduced diameter and at the same time thicker cell walls; in addition accessory compounds were accumulated in this presumably protective tissue. Tannins were deposited in the parenchyma of the vascular cylinder of fine roots from declining trees, and many pit membranes of the primary xylem often did not differentiate fully.

The X-ray energy-dispersive analysis of individual cells revealed, in particular, an insufficient uptake of Ca and Mg in the fine roots of declining trees. Compared with healthy trees, the concentration of aluminium increased in the cortex of the fine roots; this, in turn, had an antagonistic effect on the uptake of Ca and Mg. Moreover, the concentration of iron and sulphur increased in the fine roots of declining trees.

This evidence of alterations and damages in the fine roots of damaged spruce indicates that, besides the direct detrimental impact on the needles through the atmosphere serious damage is inflicted also indirectly through the soil.