Ernährung und Stoffwechsel der Pflanze

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1 Ernährung und Stoffwechsel der Pflanze Professor Dr. Konrad Mengel, Gießen Siebente, überarbeitete Auflage Mit 187 Abbildungen, 184 Formeln, 16 z. T. farbigen Tafeln und 109 Tabellen Gustav Fischer Verlag Jena 1991

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 Einleitung Die Biochemie der wichtigsten Stoffwechselvorgänge Chemische und physikalische Grundlagen Chemische Bindungen Die Adsorption von Molekülen Die Sorption von Ionen Kolloidchemische Vorgänge Enzymatische Reaktionen Einteilung der Enzyme Thermodynamik und Kinetik Enzymkinetik; die Michaelis-Menten-Gleichung Bau und Reaktionsmechanismen der Enzyme Coenzyme und prosthetische Gruppen Redoxpotentiale Energie-und Kohlenhydratstoffwechsel Die photosynthetische e-transportkette Photophosphorylierung und Chemi-Osmose Die CO 2 -Assimilation, reduktiver Pentosephosphatzyklus Photorespiration, der Glycolatreaktionsweg CO 2 -Assimilation der C-4-Pflanzen Crassulaceen-Säurestoffwechsel Synthese der Kohlenhydrate Glycolyse, alkoholische Gärung, Milchsäuregärung Der Tricarbonsäurezyklus Atmung Gluconatreaktionsweg (direkte Glucoseoxidation) Lipidstoffwechsel Der chemische Aufbau der Lipide Die Biosynthese von Neutralfetten und Fettsäuren Der Abbau der Fette Physiologische Funktionen der Lipide Stoffwechsel der Stickstoffverbindungen Die Nitrat-und Nitritreduktion Die Fixierung von molekularem Stickstoff Die Reduktion von Sulfat Die Assimilation von NH Aminosäuren, Amide, Amine Struktur und Eigenschaften von Peptiden und Proteinen Funktion der Proteine Nucleotide und Nucleinsäuren Die Biosynthese von Nucleinsäuren Die Synthese von Polypeptiden und Proteinen 169

3 Inhaltsverzeichnis Die Realisierung genetischer Information Plasmide und Viren Ernährungs- und Ertragsphysiologie Pflanzennährstoffe Begriff und Charakteristik der Pflanzennährstoffe Die Funktionen der Pflanzennährstoffe bei Stoffwechselvorgängen Der Gehalt an Mineralstoffen in der Pflanze Der Boden als natürliches Nährmedium der höheren Pflanze Nährstoffbindung, Verluste durch Auswaschung, Fixierung, gasförmiges Entweichen von Nährstoffen ph-wert und H + -Puffervermögen Bodengefüge und Bodenwasser Überflutete Böden, Sumpfreisböden Verfügbarkeit der PflanzennährstofTe Wurzelwachstum und Wurzelmorphologie Rhizosphäre Mykorrhiza Methoden zur Bestimmung der Nährstoffverfügbarkeit Stoffaufnahme und Stofftransport Feinbau der Zelle Biologische Membranen Apoplast und Symplast Elektropotentiale und Protonenpumpen Stofftransport durch biologische Membranen Kationenkompetition, Anionen/Kationenaufnahme-Beziehungen Regulation der Ionenaufnahme Wasseraufnahme und Konzept des Wasserpotentials Xylemtransport und Transpiration Phloemtransport Wuchsstoffe, Wachstumsregulatoren und Biozide Phytohormone Wachstumsregulatoren Herbizide Nitrifikationsinhibitoren Ernährung, Düngung und Ertragsbildung Wasser als Wachstumsfaktor Salinität Assimilation und Assimilatverwertung Beziehung zwischen Wachstumsfaktor und Ertrag Nährstoffentzug, Nährstoffbilanz und Nährstoffverhältnis Blattdüngung Wirtschaftseigene Düngemittel Düngung, Umwelt und Rohstoffe Ernährung der Pflanze und Qualität pflanzlicher Produkte Kohlenhydrate und nicht-n-haltige Inhaltsstoffe Eiweiße und organische N-Verbindungen Mineralstoffe und Futterqualität Die spezielle Wirkung und Bedeutung der einzelnen Pflanzennährstoffe Stickstoff Stickstoffkreislauf Mikrobiologische N 2 -Fixierung Mineralisation und Immobilisierung Denitrifikation und gasförmige Verluste an NH 3 : 304

4 8 Inhaltsverzeichnis Tonmineralogisch fixiertes NH Direkt verfügbarer Stickstoff Stickstoffaufnahme, Transport und Funktionen in der Pflanze Stickstoffernährung der Kulturpflanzen Schwefel Schwefel im Boden und S-Kreislauf Aufnahme des S und seine Funktionen in der Pflanze Schwefelernährung der Kulturpflanzen Phosphor Phosphate im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des P in der Pflanze Phosphaternährung der Kulturpflanzen Kalium und weitere Alkalimetalle Kalium im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des K + in der Pflanze Kaliumernährung der Kulturpflanzen Natrium Magnesium Magnesium im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des Mg in der Pflanze Magnesiumernährung der Kulturpflanzen Calcium Calcium im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des Ca in der Pflanze Düngung mit Kalk und die Ca-Emährung der Kulturpflanzen Eisen Eisen im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des Fe in der Pflanze Eisenernährung der Kulturpflanzen Mangan Mangan im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des Mn in der Pflanze Manganernährung der Kulturpflanzen Kupfer Kupfer im Boden Aufnahme, Verteilung und Funktionen des Cu in der Pflanze Kupferernährung der Kulturpflanzen Zink Zink im Boden, Aufnahme durch die Pflanze und Funktionen in der Pflanze Zinkernährung der Kulturpflanzen Molybdän Molybdän im Boden, Aufnahme durch die Pflanze und Funktionen in der Pflanze Molybdänernährung der Kulturpflanzen Bor Bor im Boden, Aufnahme durch die Pflanze, Funktionen in der Pflanze Borernährung der Kulturpflanzen Weitere auf die Pflanze günstig wirkende Mineralstoffe Silicium Chlorid Cobalt 387

5 Inhaltsverzeichnis Mineralstoffe mit teils schädlicher Wirkung Jod, Fluor Aluminium Selen Nickel, Blei, Cadmium und weitere Schwermetalle Luftschadstoffe 396 Literatur 400 Stichwortverzeichnis 444 Tafelteil nach S. 384