Cer Fluch oder Segen für Pflanzen?

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1 Cer Fluch oder Segen für Pflanzen? Gliederung : 1. Einleitung 2. Messreihe 1 a. Versuchsaufbau i. Material ii. Aufbau b. Durchführung + Beobachtungen c. Ergebnisse d. Auswertung 3. Messreihe 2 a. Versuchsaufbau i. Material ii. Aufbau b. Durchführung + Beobachtungen c. Ergebnisse d. Auswertung 4. Fazit 5. Quellen

2 Einleitung: Cer, auch Cerium genannt (Ordnungszahl 58), ist eines der am häufigsten vorkommenden Lanthanoiden. Spuren von diesem Element können in gewöhnlicher Erde gefunden werden. Sie sind silber glänzende Metalle die leicht reagieren und oxidieren. Cer wird sowohl in der Industrie, als auch in Haushaltsgeräten wie Glas, Energiesparlampen oder in Farbfernsehern, benutzt, weshalb es inzwischen durch falsche Entsorgung, auch in höheren Konzentrationen im Trinkwasser und in der Erde finden lässt. Cer stellt vor allem in Gasform eine Gefahr für den menschlichen Körper da. Wenn es eingeatmet wird, kann es die Lunge belasten und die Leber angreifen. Ein weiterer Nutzen für Cer lässt sich in der chinesischen Landwirtschaft beobachten, wo diese Chemikalie in die Nahrung gesetzt wird, mit der Hoffnung, das Wachstum der Tiere zu fördern. Seltene Erden haben nachweislich eine positive Auswirkung auf die Wachstumshormonproduktion und auf den intermediären Stoffwechsel. Sie benutzen Seltene Erden seit über 30 Jahren als Pflanzendünger. Ihren Studien nach können sie sowohl die Qualität als auch die Ernteerträge erhöhen. Solch eine Anwendung ist auch nach dem europäischem Recht nach möglich, solange die Zusatzstoffe eine nachweislich positive Auswirkung auf die Pflanzen haben und nicht schädlich für Menschen ist. Unsere Recherchen ergeben, dass niedrige Konzentrationen von Cer eine fördernde Wirkung und hohe Konzentrationen eine hemmende Wirkung auf Organismen (Pflanzen) haben. Auf welche Funktionen oder Teile der Organismen, mit welcher Konzentration es Veränderungen gibt ist bisher nur wenig erforscht. In diesem Projekt werden wir deshalb einige Parameter (z. B. Wachstum, Chlorophyll etc.) in Abhängigkeit von der Cer-Konzentration testen. Das Ziel unseres Projektes ist diese Wirkungen weiter zu erforschen, um die Schädlichkeit oder Nützlichkeit dieses Elementes besser einschätzen zu können.

3 Messreihe 1 Versuchsaufbau: Material 1: Ceriumnitrathydroxid Wasser Buschbohnensamen Kresse samen Zuckermaissamen Präzisionswaage Petrischalen Filterpapier Pipetten Aufbau: Die Versuchsreihe wurde damit begonnen, dass wir basierend auf unseren Recherchen, eine Stammlösung aus Cernitrathydroxid (Feststoff) und Wasser hergestellt haben, wobei wir 0,43 g Cer pro Liter Wasser benötigten. Von der Stammlösung haben wir dann 9 ml in 500 ml Wasser gefüllt. Die Konzentration von Cer beträgt nun 17µMol. Für die Kontrollgruppe, füllten wir ein Gefäß mit Leitungswasser. Im nächsten Schritt, wurden die Samen unserer drei Versuchspflanzen gewogen (Mais, Kresse und Bohnen) und auf 18 ungefüllte Petrischalen verteilt. Pro Schale mit Kresse verteilten wir auf Grund ihrer geringen Größe 10 Samen, während sich in den Schalen mit Bohnen und Mais jeweils 5 Samen befanden. Pro Pflanze wurden jeweils 3 Petrischalen mit Cer und 3 mit Wasser gegossen. Im Verlauf unseres Projekts wurden die Pflanzen 3 Mal die Woche mit 3 ml der entsprechenden Flüssigkeit (entweder mit Cer oder mit Wasser) gegossen. Gemessen haben wir jeweils die drei längsten Wurzeln bzw. Keime in einer Petrischale. Davon haben wir dann den Durchschnitt als Messwert genommen.

4 Durchführung + Beobachtung: Datum Protokoll Beobachtung 25/01/17 1. Molarität + Konzentration berechnet 2. Kresse + Bohnen + Mais gepflanzt 3. 3ml Lösung pro Petrischale Um die Kresse bildet sich eine Art Membran 26/01/17 3ml Wasser für alle, weil alles durch die offenen Petrischalen trocken war Alle Petrischalen trocken 28/01/17 Kresse keimt Bohnen keimen 01/02/17 Vermessung von Bohnen und Mais Bohnen: Teilweise Schimmel und Wurzeln Mais: Schimmel, Wurzel und teilweise Keime 02/02/17 3ml Lösung pro Petrischale (Bohnen + Mais) Kresse ist schwer zu messen also werden wir ein anderes Verfahren verwenden 06/02/ ml Lösung für alle Petrischalen 2. Vermessung von Bohnen und Mais manche Schalen sind trocken, wenn andere noch nass sind Bohnen Wurzeln sind sehr verzweigt => gemessen wird hauptwurzel + längste Nebenwurzel 08/02/17 1. Messung von Bohnen und Mais 2. 3ml Lösung für alle Petrischalen 10/02/17 1. Messung von Bohnen und Mais 2. 3ml Lösung für alle Petrischalen 13/02/17 1. Messung von Bohnen und Mais 2. 3ml Lösung für Mais und Bohnen 15/02/17 1. Mais gemessen, gewogen und weggeschmissen 2. Kresse weggeschmissen 3. Bohnen gewogen und besten rausgesucht Vielleicht sollten wir die Messreihe beenden und eine neue anfangen, die Kresse lastiger ist Mais 17 2 ist tot?! weniger Wasser für Pflanzen mit Schimmel? Alle Mais 0 trocken und alle Mais 17 feucht!!! Mess Ergebnisse von Anais ungültig!!! Mais sehr schimmelig Bohnen teilweise auch verschimmelt

5 Ergebnisse:

6 Auswertung Mais: Dem Graphen kann man sehr gut entnehmen, dass die Wurzel des Mais, die mit Cer gegossen wurde schneller wächst, kurz langsamer, doch am Ende länger ist als die Maiswurzel, die nur mit Wasser gegossen wurde. Beim Keim jedoch sieht man, dass beide Keime anfangs gleichmäßig wachsen. Im Laufe der Messreihe erkennt man aber klar, dass der Maiskeim, der mit Wasser gegossen wurde am Ende länger ist. Cer hat also einen positiven Einfluss das Wurzelwachstum und einen negativen Einfluss auf den Keimwachstum Auswertung Bohne: Bei der ersten Versuchsreihe erkennt man bei der Bohnenpflanze, dass sie ohne Cer schneller wächst und auch am Ende länger ist. Es ist jedoch wichtig zu vermerken, dass die Unterschiede nur sehr gering sind. Probleme : Wir haben die Kresse nicht gemessen, weil es erstens zu viele Samen gab und zweitens keine deutlichen Unterschiede zwischen der Kontrollgruppen und den Cer Pflanzen zu erkennen war. Des weiteren hat sich in fast allen Petrischalen ein Schimmel gebildet. Wir wissen nicht, was für Auswirkungen er hatte.

7 Messreihe 2: Versuchsaufbau : Material: Ceriumnitrathydroxid Wasser Buschbohnenkeime Präzisionswaage Keimtoepfchen Erdersatz Messbecher Aufbau: Um das weitere Wachstum der Pflanzen besser auswerten zu können, wurden die 8 besten Keimlinge (jeweils 4 Keimlinge der Cer-Lösung bzw. des Wassers) in einen nährstofflosen Erdersatz gegeben. Auf Grund der schlechten Keimung der Kresse und dem Schimmel im Mais untersuchten wir ab hier nur noch das Wachstum der Bohnen. Da der Erdersatz viel Flüssigkeit zurückhält, mussten wir die Regelmäßigkeit des giessens etwas reduzieren.

8 Ergebnisse:

9 Auswertung Keim: Bei der zweiten Versuchsreihe sieht man, dass die Bohne, die mit der Cer-Lösung gegossen wurde schneller wächst als die, die nur mit Wasser gegossen wurde. Wir sehen, dass die Pflanze, die mit Wasser gegossen wurde in Intervallen wächst und die Cer-Pflanze auf einmal schnell wächst und dann abflaut. Auswertung Bohne: Auch bei dem Blätterwachstum sehen wir, dass die Pflanzen, die mit Cer gegossen wurden schneller und mehr wachsen als die Wasser gegossenen. Fazit: In unseren Versuchsreihen haben wir festgestellt, dass um optimale Ergebnisse zu erreichen man in der primären Wachstumsphase mit Wasser gießen sollte. Sobald der Keim durch die Erde stößt ist es jedoch gut, kann man auf eine niedrig konzentrierte Cerlösung umsteigen. Wir haben in unserem Experiment feststellen können, dass die chinesischen Studien recht haben und, dass Cer tatsächlich hilfreich für das Wachstum ist. Bild: Ende der Messreihe (Die Pflanzen wurden für die Auswertung disseziert)

10 Quellen: Glabasnia-Kreppold, Karin. "Untersuchungen Zur Verträglichkeit Seltener Erden Beim Ferkel." (2008): n. pag. Web. 2 Apr He, Ya-Wen, and Chiang-Shiong Loh. "Cerium and Lanthanum Promote Floral Initiation and Reproductive Growth of Arabidopsis Thaliana." N.p., n.d. Web. 2 Apr Prause, Birgit, Stefan Gebert, Caspar Wenk, Walter A. Rambeck, and Marcel Wanner. Seltene Erden Alternativer Leistungsförderer Beim Schwein Ein Überblick Und Erste Ergebnisse Eines Gesamtstoffwechselversuches (n.d.): n. pag. Web. 2 Apr Shyam, R., and N.C Aery. "Effect of Cerium on Growth, Dry Matter Production, Biochemical Constituents and Enzymatic Activities of Cowpea Plants [Vigna Unguiculata (L.) Walp.]." Journal of Soil Science and Plant Nutrition. Chilean Society of Soil Science, n.d. Web. 02 Apr "Water Treatment Solutions." Lenntech. N.p., n.d. Web. 02 Apr