Die Biomineralisation von Silikaten in zwei Gramineenarten unter definierten Wachstumsbedingungen

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Die Biomineralisation in Pflanzen (speziell die Siliciumdioxidakkumulation in zwei exemplarischen Gramineen) soll untersucht werden, um Bedingungen für die Anreicherung einer unter natürlichen Bedingungen gering wasserlöslichen Verbindung innerhalb organischer Depots sowie ihre Prezipitation mit vorgegebener Struktur und Morphologie zu ergründen. Als interdisziplinäres Projekt von Pflanzenphysiologen, Biochemikern und Physikochemikern sollen Kenntnisse zur Menge, Morphologie und Struktur der Kieselsäureagglomerate in verschiedenen Wachstumsphasen der Gräser bestimmt werden, die unter definierten Ernährungsbedingungen im Prüffeld gezogen wurden. Die Kooperation verknüpft die Kenntnisse und Einrichtungen beider Institute und verspricht einen effektiven Lösungsweg der komplexen Themenstellung. Mittelbar können die Erkenntnisse für pflanzenbauliche Aspekte beim Weizenanbau und in der Weidewirtschaft Bedeutung erlangen. Die methodische Konzeption umfaßt die Anzucht der ausgewählten Pflanzen in zwei Gefäßversuchen, wobei eine Beeinflussung der silikatischen Einlagerungen und Auflagen in den Pflanzenteilen durch unterschiedlich zusammengesetzte Substrate mit z. T. definierter Zufuhr von Kieselgelen und unter Trockenstress vorgenommen wird. Neben der chemischen Analytik wird zur Untersuchung des Probenmaterials angefangen von der Elektronenmikroskopie in Kombination mit energie- und wellenlängendispersiver Röntgenspektrometrie das breite Spektrum der instrumentellen Festkörperanalytik mit dem Schwerpunkt Micro-Infrarot- und Micro-RAMAN-Spektrometrie angewendet werden. Ziel der Untersuchungen ist der biologische Transport der anorganischen Precursoren und deren Keimbildung auf der biologischen Matrix bis zur Ausbildung hierarchisch geordneter Aggregate.