Wechselwirkung 4

Wechselwirkungen zwischen CO2 und Licht stimulieren das Wachstum aquatischer Pflanzen - 4. Teil

Abbildung 4 zeigt unsere Ergebnisse: Bei Schwachlicht und wenig CO2 ist nur wenig Energie fiir eine Regulierung von Chlorophyll oder Enzymen vorhanden. Wenn wir dann dem System ein wenig mehr CO2 hinzufiigen, kann die Pflanze es sich leisten, weniger Energie und Hilfsquellen in die Aufnahme von CO2 zu stecken. Das gibt ihr mehr Möglichkeit, die Lichtausnutzung zu optimieren -mehr CWorophyll kann produziert werden ohne große Konsequenzen fiir den Energiehaushalt. Deshalb kann die Pflanze, obwoW wir das Licht nicht erhöht haben, das verfiigbare Licht effizienter ausnutzen. Genauso kann erklärt werden, warum eine Erhöhung der Lichtmenge das Wachstum sogar bei sehr niedrigen CO2-Konzentrationen erhöhen kann. Bei mehr Licht ist eine geringere Investition in die Ausnutzung des Lichts notwendig, und die freie Energie kann in ein effizienteres CO2-Aufnahmesystem eingebracht werden, so dass das im Wasser vorhandene CO2 besser genutzt wird.

Figur 4 Dieses Schema zeigt, wie die äußeren Faktoren die Ausnutzung des Lichts und die CO2- Assimilation beeinflussen.

Wir glauben, dass unsere Ergebnisse fiir Riccia jluitans auch fiir die meisten anderen Wasserpflanzen gültig sind. Das letzte Jahrzehnt hat auch mehr wissenschaftliche Klarheit geschaffen, die diesen Gedanken unterstützen. Experimente mit Elodea canadensis und Callitriche sp. wurden durchgefiihrt, die dieselbe Tendenz zeigen (siehe Literaturverzeichnis). Diese deuten an, dass die Begrenzung der Nährstoffe nicht ganz so einfach ist, wie Liebig es annahm. Viele können sich gegenseitig ersetzen oder zumindest die Symptome ihrer Begrenzung mindern. Wenn man diese Daten in einem mehr globalen Zusammenhang betrachtet, können wir erwarten, dass die Zunahme des CO2-Gehaltes in der Luft zu einer zunehmenden Pflanzenproduktion fiihren müsste. Wir dürfen aber auch ernsthafte Nebeneffekte erwarten. Für aquatische Pflanzen würde eine Verdopplung von atmosphärischem CO2 wahrscheinlich überhaupt keinen Einfluss auf die Pflanzenproduktion haben, weil die meisten Wasserpflanzen bereits unter übersättigten CO2- Verhältnissen wachsen. Besonders fiir die submersen Pflanzen in Seen ist es schwierig, den Einfluss des erhöhten CO2-Angebots zu beurteilen, weil dort die Konkurrenz mit dem Phytoplankton zu berücksichtigen ist.

Die Frage lautet nun, wie man diese Informationen im Pflanzenaquarium anwenden kann. In vielerlei Hinsicht ähnelt das moderne Pflanzenaquarium unserem Versuch mit Riccia jluitans. Obwohl alle einzelnen Mittel nur schwer feWerlos beherrschbar sind, können wir feststellen, wie viel Licht, wie viel CO2 und wie viele Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Eisen und Spurenelemente wir unseren Pflanzen anbieten sollen. Um mit den Nährstoffen an7JIJimgen: Ein durchschnittliches Pflanzenaquarium mit einer normalen Fischbesetzung hat gewöhnlich genügend Stickstotrund Phosphor. Mit Eisen, Kalium, Mangan und anderen Spurenelementen ist die Sache oft komplizierter. Manche Aquarien besitzen von Anfang an zum Beispiel Laterit und/oder Dünger im Bodengrund, während das bei anderen nicht der Fall ist. In den meisten Fällen jedoch kann ein Aquariendünger ohne Stickstoff und Phosphor ohne Bedenken verwendet werden, um ein gesundes Pflanzenwachstum zu erzielen.

Oft ist es eine viel umständlichere und teurere Aufgabe, dem Pflanzenaquarium genügend Licht zu geben. Sowohl Leuchtstofflampen als HQL-Lampen können genügend Licht spenden, wenn sie mit effektiven Reflektoren versehen sind. Allerdings ist es in Aquarien über 50 cm Höhe sehr schwierig, kleinen, lichtbedürftigen Vordergrundpflanzen genügend Licht zu bieten. Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass es sinnvoll ist, zuerst die CO2-Zugabe zu erhöhen, bevor weitere Änderungen vorgenommen werden! Wir glauben sogar, dass man auch bei mittelmäßigen Lichtintensitäten eine deutliche Verbesserung des Pflanzenwachstums beobachten wird.

Die Frage nach der richtigen Dosierung von CO2 wird immer ein Diskussionspunkt bleiben, aber wenn man nicht sehr empfindliche Fische pflegt, werden Konzentrationen zwischen 25 bis 50 mg/1 den Pflanzen nur gut tun. Sie werden wahrscheinlich sehen, dass Pflanzen, die bis dahin kaum überleben konnten, zufriedenstellend wachsen, wenn ausreichend CO2 vorhanden ist.

Literatur
Andersen (1999): Interactions between light and inorganic carbon stimulate the growth of Riccia fluitans L. Report from The Freshwater Biological Laboratory, University of Copenhagen (in dänisch)

Maberley (1983): The interdependence ofphoton irradiance and free carbon dioxide or bicarbonate concentrations on the photosynthetic compensation points offreshwater plants. New Phytologist 93: 1-12.

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Madsen (1993): Growth and photosynthetic acclimation by Ranunculus aquatilis L. in response to inorganic carbon availability. New Phytologist 125: 707- 715.

Madsen and Sand-Jensen (1994): The interactive effect oflight and inorganic carbon on aquatic plants growth. Plant, Cell and Environment 17: 955-962.