pH-Wert der Rhizosphäre bei Nitrat-und Ammoniumernährung

Signatur: 02.03.024
Ursprüngliche Signatur: Rö-Agar-02
Bildnachweis: Volker Römheld

Bildinhalt

Das Bild zeigt, dass bei Nitraternährung der pH-Wert der Rhizosphäre ansteigt (Violettfärbung; linkes Teilbild), während bei Ammoniumernährung der pH-Wert stark abfällt (Gelbfärbung; rechtes Teilbild). Die den pH-Wert anzeigende Färbung kommt durch den pH-Indikator Bromkresolpurpur zustande (siehe bei Bild 533). Die farbliche Sichtbarmachung des Rhizosphären-pH-Wertes erfolgte mit Hilfe der Agar-Agar-Technik: Kultivierung der Pflanzen auf Boden in Rhizoboxen (= Rhizitronen; z.B. 26 x 11,5 x 1,9 cm oder 51 x 41 x 10 cm); Entfernung von Rhizoboxdeckel und Plastikfolie; Aufbringen einer etwa 3 mm dicken, erstarrten, farblosen und den pH-Indikator enthaltenden Agar-Agar-Schicht auf die Wurzel-Bodenoberfläche; Abdeckung; ausreichende Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Licht; Ergebnis nach ca. 30 Minuten bis wenigen Stunden.

Erläuterung

Nitrat wird mittels Nitrat-Protonen-Cotransport aufgenommen. Dies bedeutet, dass bei Nitrataufnahme der Rhizosphäre Protonen entzogen werden. Bei der Kationenaufnahme (vorwiegend Kalium-Ionen) werden jedoch Protonen in annähernd gleicher Rate in die Rhizosphäre abgegeben, so dass der Protonenentzug annähernd kompensiert wird. Hinzu kommt jedoch, dass bei der Nitratreduktion (im Zuge der Nitrat-Assimilation) Protonen verbraucht werden. Aus beiden Vorgängen resultiert ein Anstieg des pH-Wertes der Rhizosphäre (Bild links). Bei Ammoniumernährung (Bild rechts) ist die Protonenabscheidung in die Rhizosphäre stark ausgeprägt, da es bei der Nährstoffaufnahme zu einem starken Kationenüberschuss kommt, denn: Ammonium wird mit hoher Rate, die Anionen (Sulfat, Phosphat) jedoch in niedrigerer Rate aufgenommen (Nitrat fehlt bei Ammoniumernährung!). Der zweite Grund für die erhöhte Protonenabgabe in die Rhizosphäre ist darin zu sehen, dass bei der Assimilation von Ammonium Protonen entstehen, die entfernt werden müssen und in die Rhizosphäre ausgeschieden werden.