pH-Wert der Rhizosphäre bei Nitrat- und Ammoniumernährung

Signatur: 04.04.032
Ursprüngliche Signatur: Rö-Fe-Agar-04
Bildnachweis: Volker Römheld

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Die Wurzeln einer einzigen Weizenpflanze wuchsen zur Hälfte in einem mit Nitrat gedüngten Boden (links) und zur anderen Hälfte in einem mit Ammonium gedüngten Boden (rechts). Der Boden war jeweils in einer Plexiglasschale untergebracht und jeweils mit dem pH-Indikator Bromkresolpurpur durchmischt. Die Pflanzen nehmen neben anderen Nährstoffen, deren Gehalt in beiden Schalen gleich war, auch Nitrat und Ammonium auf. Bereits nach wenigen Stunden stellt sich in unmittelbarer Umgebung der Wurzeln (Rhizosphäre) ein konstanter pH-Wert ein, der mit Hilfe der im Bild links gezeigten pH-Farbskala recht genau abgeschätzt werden kann. Es ist ersichtlich, dass der pH-Wert der Rhizosphäre bei Nitraternährung (Teilbild links) etwa 7,5 und bei Ammoniumernährung (Teilbild rechts) etwa 4,0 beträgt.

Erläuterung

Nitrat wird mittels Nitrat-Protonen-Cotransport aufgenommen. Dies bedeutet, dass der Rhizosphäre Protonen entzogen werden. Bei der Kationenaufnahme (vorwiegend Kalium-Ionen) werden jedoch Protonen in annähernd gleicher Menge in die Rhizosphäre abgegeben, so dass sich der Rhizosphären-pH-Wert kaum verändern würde. Hinzu kommt jedoch, dass bei der Nitratreduktion (im Zuge der Nitrat-Assimilation) Protonen verbraucht werden. Aus beiden Vorgängen resultiert ein moderater Anstieg des pH-Wertes der Rhizosphäre. Bei Ammoniumernährung ist die Protonenabscheidung in die Rhizosphäre stark ausgeprägt. Dies hat 2 Ursachen. Ammoniumernährung ist stets mit überschüssiger Kationenaufnahme verbundent; denn Ammonium wird stets mit hoher Rate aufgenommen und die vorhandenen Anionen (Sulfat, Phosphat) sind schwer aufnehmbar. (Nitrat fehlt; Chlorid ist meist nicht vorhanden). Der zweite Grund für die erhöhte Protonenabgabe in die Rhizosphäre ist darin zu sehen, dass bei der Assimilation von Ammonium im Cytoplasma Protonen entstehen, die ebenfalls in die Rhizosphäre abgegeben werden.