Glutaraldehyd – ein Mittel zur Algenbekämpfung?

Dem gemeinen Aquarianer sind Algen ein Dorn im Auge. Algen – von Blaualgen über Grünalgen bis hin zu Rotalgen sind ein Zeichen für im Becken bestehende Nährstoff-, CO2 oder Lichtungleichgewichte. Eine Bekämpfung der Algen ohne die Behebung der Gleichgewichtsproblematik führt zu nichts – sie kommen alsbald wieder. Doch bestimmte Vertreter – wie Rotalgen, die bei einer Eisenüberdüngung oft erscheinende Algen sind, sind selbst nach Behebung dieses Ungleichgewichtes nicht einfach verschwunden. Hartnäckig sitzen sie an den Blatträndern und sorgen vor allem bei langsam wüchsigen Aquarienpflanzen – wie Anubias sp. oder Bucephalandra sp. für eine unschöne Optik (Abb. A). Das Erkennungsmerkmal von Rotalgen ist es, wenn eine in Alkohol eingelegte Algenprobe sich rot verfärbt.

Einer der zur Zeit beliebtesten, im Handel erhältlichen, gegen Algen wirksamen Wirkstoffe ist Glutaraldehyd. Dieses Biozid wird unter klangvollen Namen wie EasyCarbo verkauft. Schon in geringen Konzentrationen wirkt es als effektives Algizid (Algen abtötend), aber als Biozid sollte die Anwendung innerhalb des Aquariums meiner Meinung nach nicht erfolgen, da es auch auf die Mikrofauna (z.B. auf die Bakterienstämme in Filtern) und Makrofauna (Schnecken, Garnelen, Fische) negative Auswirkungen haben kann.

Die Behandlung mit diesem Biozid sollte also stets außerhalb des Beckens stattfinden. Für die Behandlung geeignet sind allerdings nur hartblättrige, widerstandsfähige Pflanzen wie z.B. die bereits genannten Anubias sp. oder Bucephalandra sp. Aquaristische Moose beispielsweise sind ähnlich empfindlich wie die Algen und sterben durch diese Behandlung vollständig ab. Zur Algenbekämpfung außerhalb des Beckens solltet ihr eine 0,5%ige Glutaraldehydlösung vorbereiten – falls ihr nicht direkt an den Wirkstoff kommen solltet, könnt ihr auch EasyCarbo (welches eine ca. 5%ige Glutaraldehydlösung ist), im Verhältnis 1:10 verdünnen. Ihr werdet von dieser 0,5%igen Lösung ein Volumen von ca. 200 ml benötigen, bei größeren Pflanzen oder großen bewachsenen Wurzeln auch mehr. Diese Lösung könnt ihr in einem Einmachglas aufbewahren – sie hält längere Zeit und muss nicht nach jeder Behandlung ersetzt werden. Alle mit diesem Biozid benetzten Sachen solltet ihr allerdings nicht mehr für andere Zwecke verwenden.

Die betroffenen Pflanzen sollten nun aus dem Aquarium entnommen und leicht abgeschüttelt bzw. leicht abgetrocknet werden. Mit Hilfe von Gummihandschuhen oder einer Pinzette könnt ihr die Pflanze nun in die Glutaraldehydlösung für ca. 15 Sekunden eintauchen. Diese kurze Zeit genügt bereits, um die Algen abzutöten, während sie die Pflanze selbst nicht schädigt. Solltet ihr mit längeren Zeiten experimentieren, könnte die Pflanze selbst dabei geschädigt werden. Anschließend solltet ihr die Pflanze gut mit frischem Wasser abspülen, bevor ihr sie ins Becken zurückführt. Nach einem Tag werden die Algen – falls es Rotalgen sind – sich rosa verfärben (Abb. B) und nach einer Woche wird sich die Mikrofauna sowie Schnecken und Garnelen sich der Algen auf dieser Pflanze entledigen. Übrig bleibt nur ein sehr kurzer, kaum erkennbarer Flaum auf der Pflanze, welches ihre Optik wieder deutlich verbessert (Abb. C).

Abschließend möchte ich euch nochmal auf die Gefahr von Bioziden und die Notwendigkeit von verantwortungsbewusstem Umgang mit denselben hinweisen – ihr solltet immer mit Schutzausrüstung arbeiten, vor allem hohe Konzentrationen sind nicht nur für Tiere und Pflanzen sondern auch für Menschen giftig.

Exkurs: Japanische Stemmeisen


Das sekundäre Xylem, das Hauptwasserleitsystem der Blütenpflanzen, wird während der Dickenwachstumsphase gebildet und umgangssprachlich als Holz bezeichnet. Holz ist einer der ältesten Werkstoffe der Menschheit, es wird seit ungefähr einer halben Million Jahren mit Werkzeugen bearbeitet, um es für verschiedene Einsatzzwecke nutzbar zu machen.

Viele Sagen und Gerüchte ranken sich um japanische Stemmeisen, welche eines der ältesten Holzbearbeitungswerkzeuge der Welt darstellen und dazu dienen, Zapfen und Löcher für zahlreiche Holzverbindungen anzufertigen. Positive Stimmen schwärmen von der überlegenen Qualität dieser in mühsamer Handarbeit von erfahrenen Schmieden hergestellten Eisen. Stattdessen verurteilen Kritiker die Empfindlichkeit der Eisen; sie bevorzugen die maschinell hergestellten Exemplare, welche unempfindlich genug sind um Nägel zu entfernen. Während westliche Modelle also als Allrounder ausgelegt sind, haben sich die Japaner als Ziel gesetzt, die Holzarbeit mit hochspezialiertem Werkzeug zu perfektionieren. Aus diesem Grund bestehen die westlichen Werkzeuge aus einem einheitlichen, sehr harten Stahl, während die Japaner einen zweilagigen Typ bevorzugen; eine harte Schneidenschicht (jap. „Hagane“) unten wird mit einer weichen Trägerschicht (jap. „Jigane“) zusammengeschmiedet; der Schmiedeprozess muss sehr individuell auf jedes einzelne Eisen ausgerichtet sein. Das führt dazu, dass maschinelle Perfektion bei japanischen Eisen auch heute nicht an die Qualität erfahrener japanischer Schmiede in Ein-Mann-Betrieben herankommen kann.

Wider Erwarten zählt nämlich weniger die Qualität des Stahls als die angewandte Handarbeit. Zum Schmieden der Schneidenschicht von Werkzeugen werden in Japan vornehmlich zwei verschiedene Stahlarten angewandt. Die erste wird als „weißer Papierstahl“ oder „white steel“ (jap. „Shirogami Steel“) bezeichnet, während die zweite unter dem Namen „blauem Stahl“ oder „blue steel“ (jap. „Aogami steel“) geführt wird. Allerdings unterscheiden sich diese Stahlarten wider Erwarten nicht in ihrer Farbe, sie werden lediglich in weiß oder blau gefärbtem Papier geliefert. Beide Stahlarten entspringen einem Grundstahl von Hitachi, der als JIS SK-Stahl bezeichnet wird. Dieser Stahl enthält sehr vielen ungewünschte Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphat und wird daher einigen Reinigungsprozessen unterzogen, bis ein sehr reiner Stahl mit hohem Karbongehalt (ca. 1% Karbon) entsteht, der als „White Steel #2“ bezeichnet wird. Von diesem Stahl aus gibt es zwei verschiedene mögliche Vorgehensweisen. Fügt man diesem Stahl mehr Karbon zu, entsteht „White Steel #1“, welcher inflexibler ist. Das führt zu einer erhöhten Härte, aber leider auch zu einer reduzierten Zähigkeit. Die zweite Möglichkeit ist es, dem „White Steel #2“ mehr Karbon und zusätzlich noch Wolfram zuzusetzen. Das führt zu „Blue Steel #2“, einem Stahl mit reduziertem Abrieb, welches ihn allerdings auch schwieriger zu schärfen macht (der Schärfprozess umfasst einen kontrolliert erzeugten Abrieb). Erweitert man den „Blue Steel #2“ nun mit noch mehr Karbon, Wolfram und Chrom, erhält man „Blue Steel #1“, der wie bei seinem weißen Äquivalent härter, aber auch spröder wird. Der Abrieb von „Blue Steel #1“ lässt sich durch eine weitere Addition von Carbon, Wolfram, Molybdän und anderen Legierungskomponenten noch weiter reduzieren; das Resultat wird auch als „Super Blue Steel“ bezeichnet. Viele dieser Stahlarten werden durch Schmiede weiter verfeinert, indem sie eingeschmolzen werden. Anschließend wird das flach gegossene und geklopfte Eisen zertrümmert, um nur die reinsten Bestandteile für die Weiterverarbeitung auszuwählen. So gibt es für fast jede Schmiede eine eigen bezeichnete Stahlart.

Interessant für die Beurteilung japanischer Schmiedekunst ist es, dass weißer Stahl aufgrund des Fehlens seltener Mineralien relativ billig ist, während blauer Stahl mit hohen Preisen zu Buche schlagen kann. Allerdings ist weißer Stahl deutlich schwieriger zu schmieden; die optimalen Eigenschaften lassen sich nur erreichen, wenn peinlich genau auf die Temperatur während der Glüh-, Härte- und Anlassprozesse geachtet wird; wird er einige Grade heißer, erreicht das Produkt nur eine minderwertige Qualität. Blauer Stahl hingegen ist sehr temperaturtolerant und erlaubt es, auch etwas ungenauer zu arbeiten; so können selbst mittelmäßige Schmiede Qualitäten oberen Niveaus erreichen. Durch den höheren Preis des Materials wird die billigere Schmiedearbeit allerdings wieder aufgewogen.

Optimale Bearbeitung vorausgesetzt, sind Stemmeisen aus blauem Stahl ein bisschen zäher und behalten ihre Schärfe länger. Stattdessen sind die Eisen aus weißem Stahl leichter zu schärfen und die Klinge erhält eine höhere Schärfe als die aus blauem Stahl. Aus diesen Gründen wird für die Bearbeitung von Weichholz gerne zu weißem Stahl gegriffen, während Stemmeisen aus blauem Stahl bei extrem harten Hölzern zum optimalen Werkzeug werden. Die bei japanischen Stemmeisen oben liegende Trägerschicht soll zwecks optimaler Schärfbarkeit möglichst weich sein (sie enthalten ca. 0.25 % Karbon); ansonsten spielt sie eine untergeordnete Rolle in der Qualität eines japanischen Stemmeisens. Aus diesem Grund verwenden erfahrene japanische Schmiede Stahl, welcher vor 1900 hergestellt wurde. Dazu schmelzen sie alte Ankerketten, Bahngleise oder sogar Öfen ein. Diese alten Stahlarten enthalten – im Vergleich zu den heute sehr reinen Industriestählen – deutlich mehr Verunreinigungen wie Silikonpartikel. Diese sind bei einer weichen Trägerschicht durchaus gewünscht. Des Weiteren verwenden viele Schmiede die Trägerschicht, um die Ästhetik des Eisens zu verbessern; früher war es selbst den japanischen Meisterschmieden kaum möglich, ihre besten, aber normal aussehenden Eisen zu hohen Preisen an westliche Tischler zu verkaufen. Aus diesem Grund griffen die Schmiede zu Damaszenerstahl und produzierten Stemmeisen mit einer Oberflächenstruktur, die natürlicher Holzmaserung ähnelte (als „Mokume“ bezeichnet). Diese Zierde liegt lediglich in der Trägerschicht und hat keinen Einfluss auf die Qualität der dann auch meisterhaft geschmiedeten Schneide. So bietet heute jeder bekannte japanische Schmied seine Stemmeisen auch um solche Ziermuster verschönert – was aufgrund des nötigen Aufwandes auch einen höheren Preis fordert – an. So spielt bei hochpreisigen japanischen Stemmeisen die Ästhetik und dahinter steckende Spiritualität – neben dem kleinen Angebot von Ein-Mann-Betrieben und der möglichen hohen Nachfrage durch den Bekanntheitsgrad – eine sehr wichtige Rolle.

Die Spannweite japanischer Stemmeisen erstreckt sich über zahlreiche Anwendungsbereiche. Waren diese Eisen – wie der Name sagt – ursprünglich ausschließlich zum Ausstemmen von Löchern gedacht, so existieren heute vielfältige Abwandlungen, die in ihren jeweiligen Anwendungsbereichen wahre Spezialisten sind. Die normalen, mit einer Seitenfase, aber in einer planen Fläche endenden Stemmeisen, englisch unter dem Begriff „bench chisels“ laufend, werden von den Japanern „oire nomi“ genannt. Es handelt sich um den Archetyp der Stemmeisen, der mit seiner stabilen Form einen sehr guten Allrounder darstellt. Hingegen sind die Zinkenstemmeisen („dovetail chisels“ bzw. „umeki nomi“) vor allem zum Anfertigen von Zinkenverbindungen gedacht. Die in einer Dreiecksform aufeinander zulaufenden Seitenfasen erlauben es hierbei, die normalerweise unzugänglichen Ecken von Schwalbenschwänzen sauber auszustechen. Lochbeitel („mortise chisel“ bzw. „mukoumachi nomi“ haben eine nicht abgeschrägte Seite und eine sehr dicke Klinge. Dieser Bau erlaubt es, mit diesen Eisen tiefe Löcher auszustemmen; Hebelbewegungen, die bei anderen Eisen zu einem Bruch der Klinge führen würden, sind hiermit machbar. Zimmermannsbeitel („paring chisels“ bzw. „usu nomi“) sind sehr dünn und dadurch im Gegensatz zu den anderen Eisen nicht zum Schlagen mit einem Hammer gedacht. Feinste Schnitzarbeiten können per Hand mit Hilfe dieser Eisen durchgeführt werden; die dünne Klinge erlaubt es, Stellen zu erreichen, die ansonsten unzugänglich wären.

Unter japanischen Werkzeugschmieden gibt es ebenso wie bei Waffenschmieden einige weltbekannte Namen. Diese Meister ihres Handwerks haben oft über 50 Jahre Erfahrungen sammeln können, da die Schmiedetechniken sich die letzten Jahrzehnte hinaus kaum verändert hat. Das schlägt sich in hochwertigen Stemmeisen nieder, die sehr scharf sind und selbst beim Bearbeiten extrem harter Holzsorten diese Schärfe nicht verlieren, so dass im Gegensatz zu preiswerteren Modellen nur selten nachgeschliffen werden muss. Der wohl weltweit bekannteste Name unter den Stemmeisenschmieden ist Akio Tasai. Zusammen mit seinem jungen Sohn schmiedet er Eisen aus einem als „Yasuki Steel“ bezeichneten, dem „Blue Steel“ sehr ähnlichen Stahl. Sein Markenzeichen sind die „Mokume“-Eisen, welche sich durch eine sehr schön bearbeitete Oberfläche auszeichnen – außer ihm und seinem Sohn beherrscht kein anderer Schmied die von ihm angewandte Technik. Ein anderer, in der westlichen Welt bekannter Meister seiner Kunst ist Chutaro Imai, der seine Eisen unter dem Großhandelsnamen „Fujihiro“ vertreibt. Auch als „Sword steel chisels“ bezeichnet, bestehen seine Eisen aus einem weißen Stahl mit hohem Karbongehalt. Andere bekannte Namen sind der in den letzten Jahren verstorbene Yamazaki Shouzoh (Hidari Ichihiro) der mit „White Steel #1“ arbeitete sowie Oohkubo Teiichirou (Daitei), Funahiro Funatsu, Yoshiro Ikeda (Kunikei), Yasushi Hanyu, Matsumura, Ouchi, Iyoroi, Kikuhiromaru, Watanabe Kiyoei (Kiyohisa) und Hidari Konobu.

Falls durch diesen Artikel euer Interesse geweckt werden sollte, ist Herr Dieter Schmid im deutschsprachigen Raum als einer der führenden Verkäufer von japanischen Stemmeisen zu empfehlen. Für dort nicht verfügbare japanische Stemmeisen müssen Händler aus dem Ausland zu Rate gezogen werden, zu empfehlen sind die Shops Japantool Iida und Japan tool. Bei allen diesen Händlern möchten wir uns für die zur Verfügung gestellten Fotos bedanken.

Haltung eines neuen aquatistischen Farnes: Hymenasplenium obscurum (vorher als Crepidomanes auriculatum oder Asplenium cf. normale bezeichnet)

In der Vielzahl der für das Aquarium erhältlichen Wasserpflanzen findet sich seit kurzem eine neue Art auf dem deutschen Markt. Einzelne Exemplare wurden erstmals Ende 2011 aus Nord-Thailand und Taiwan importiert, kleinere Stückzahlen für den Aquarienhandel folgten Mitte 2012; diese wurden über die Fa. Dennerle vertrieben. Bei dieser Art handelt es sich um einen Farn, nämlich Hymenasplenium obscurum. Auf einschlägigen Seiten wurde diese Pflanze zuvor als Crepidomanes auriculatum oder Asplenium cf. normale bezeichnet. Erstmals wurde diese Pflanze von Dr. Christel Kasselmann aquaristisch beschrieben (DATZ 08/2011: Christel Kasselmann: „Asplenium cf. normale. Ein neuer Farn für die Aquaristik“ und DATZ 06/2012: Christel Kasselmann: „Hymenasplenium obscurum. Der in DATZ 8/2011 vorgestellte neue Streifenfarn wurde endgültig bestimmt“). Auch im Wasserpflanzenforum Flowgrow wurde dieser Farn diskutiert.

Laut diesen Artikeln wurde von Dr. Kasselmann festgestellt, dass dieser Farn gut submers bei mittlerer Lichtstärke ohne CO2-Düngung gedeiht. Er wird als generell wenig anspruchsvoll beschrieben, ähnlich den aquaristisch weit verbreiteteren Farnarten Microsorum pteropus (Javafarn) und Bolbitis sp.. Wie auf den bekannteren Arten bilden sich auf alten Blättern Adventivpflanzen und er ist somit sehr vermehrungsfreudig. Das Rhizom dieses Farns wächst horizontal und führt kriechend an Wurzeln und anderem Holz entlang.

Als Wasserparameter aus dem Ursprungshabitat wurden von Dr. Kasselmann folgende Werte angegeben:
pH 7.8, GH 3, KH 2, Leitwert 80 µs/cm

Mitte 2012 konnte ich von aqua! nano and more ein schönes Exemplar dieses Farnes erwerben. Die vom Händler zur Verfügung gestellten Fotos zeigen den sehr guten Ausgangszustand kurz nach dem Import.

Dieser Farn wurde teils vom Holz abgelöst und in mehrere Fragmente zerlegt; dabei wurde darauf geachtet, dass immer Rhizombestandteile nebst Blättern auf jedem Fragment vorhanden waren.
Die Pflanzenfragmente wurden anschließend in verschiedene Aquarien überführt:

Aquarium A: pH 7.8, GH 10, KH 6, Leitwert 1000 µS/cm (Natrium-Ionen aufgrund eines vorgeschalteten Ionentauschers im Überschuss). Schwache Beleuchtung durch Wasserpflanzendecke.
Aquarium B: pH 7.5, GH 5, KH 1, Leitwert 280 µS/cm. Mittlere Beleuchtung.
Aquarium C: pH 6.0, GH 5, KH 1, Leitwert 280 µS/cm. Mittlere Beleuchtung
Aquarium D: pH 8.0, GH 6, KH 3, Leitwert 600 µS/cm. Mittlere Beleuchtung

Nach 6 Monaten waren die Ergebnisse wie folgt (siehe Abbildung A, B, D):
Aquarium A: Adulte Blätter der Pflanze zersetzt, bilden aber trotzdem wenige Adventivpflanzen. Neue Triebe wachsen langgestreckt und mit kurzen Blättern.
Aquarium B: Alte Triebe bleiben erhalten, neue Triebe von gleichem Habitus wie alte. Keine Adventivpflanzen
Aquarium C: Vollständige und restlose Zersetzung der Pflanze nach ca. 3 Monaten abgeschlossen (nicht dargestellt)
Aquarium D: Alte Triebe bleiben erhalten. Statt neuen Trieben aus dem Rhizom entstehen allerdings massive Mengen an Adventivpflanzen.

Interessant ist zudem, dass der Habitus der Adventivpflanzen dem Habitus der adulten Pflanzen nicht ähnlich sieht; statt farnartigen Wedeln entstehen gefiederte Blätter. Ob der Habitus sich mit zunehmendem Alter noch verändert, bleibt zu beobachten. Die Entwicklung von Adventivpflanzen an den Blättern der adulten Pflanzen ist in Abbildung E und F dargestellt.

Abschließend lässt sich sagen, dass diese Pflanze am besten unter basischem pH (pH > 7.0) bei weichem Wasser (geringe GH, KH und Leitwert) am besten gedeiht.
Falls ihr diese Pflanze auch gehalten habt, würde ich mich über eure Erfahrungen freuen.

Das perfekte Aquariumwasser – ein Leitfaden zum Wasserpanschen

Wasser – eines der grundlegenden Stoffe auf unserem Planeten – ist längst nicht immer gleich. Selbst wenn das Wassermolekül H2O stets unverändert bleibt, sind viele verschiedene Substanzen und Spurenelemente in diesem gelöst. So entstehen zahlreiche unterschiedliche Lebensräume. Nicht nur Meerwasser und Süßwasser unterscheiden sich; es gibt zahllose Variationen von Gewässern. Teilweise gibt es selbst innerhalb von Gewässern eines einzigen Landes große Unterschiede in den gelösten Substanzen. Dies ist meist der unterschiedlichen Vegetation sowie der unterschiedlichen Mineralienvorkommen in Quellen- und Gewässernähe geschuldet. Die zahlreichen verschiedenen Gewässer bedingen auch Organismen – sowohl Pflanzen als auch Tiere -, die an diese jeweils speziell angepasst sind. Vor allem in der Aquaristik hat man mit diesem Problem zu kämpfen – es gibt eine schier unerschöpfliche Auswahl von Fischen und Invertebraten. Die individuellen Ansprüche jeder Tierart gilt es zu befriedigen, möchte man möglichst lange Freude an ihnen haben und Zuchterfolge feiern können. Als wenn das nicht schon schwer genug wäre, ist unser Leitungswasser ebenfalls von Ort zu Ort sehr variabel. Nur selten findet man den richtigen Organimus passend zum eigenen Leitungswasser, oft strebt man nach anderen Arten, die einem besser gefallen. Um den Ansprüchen dieser Arten zu genügen, werden oft Möglichkeiten gesucht, das Leitungswasser artgerecht zu verändern. Während einige Aquarianer sich mit einer Mischung aus Osmosewasser und Leitungswasser behelfen können, ist das Leitungswasser bei anderen Personen von den Parametern gänzlich ungeeignet – selbst wenn es verdünnt vorliegt. Das liegt darin, dass das Gleichgewicht von gelösten Substanzen im Vergleich zur Natur verändert ist. Beispielsweise werden weit verbreitete Ionenaustauscher, die hartes Wasser weich machen, mit Kochsalz regeneriert, welches im Endeffekt auch im Wasser landet.
Oft wird dann auf die Chemikalienbox geschielt, um sich ein gutes Wasser zusammenzupanschen, doch meist wird diese Methode für suspekt erachtet und direkt wieder verworfen. Hier soll nun ein kleiner Leitfaden über das Wasserpanschen dargestellt werden. Zuerst wird deutlich gemacht, was einige der Hauptkomponenten von natürlichem Wasser sind – ob sie mit Wassertestsets gemessen werden können oder nicht. Hierbei wird ein Schwerpunkt darauf gelegt, wie die natürlichen Verhältnisse dieser Substanzen zueinander aussehen. Als zweiter Schritt werden einige gängige Substanzen vorgestellt, um Wasserparameter gezielt zu verändern. Zuletzt folgt eine beispielshafte Anleitung, wie man Osmosewasser zu den gewünschten Wasserwerten bringt, ohne dabei die in der Natur vorhandenen Substanzgleichgewichte, an die jeder Organismus angepasst ist, zu vernachlässigen.

Die Wasserwerte

Der pH-Wert, eine dimensionslose Zahl, gibt an, wie viele Wasserstoffionen (H+, Protonen, Oxoniumionen) im Wasser gelöst sind. Ein niedriger pH Wert zeigt viele vorhandene freie Wasserstoffionen, also saures Wasser an. Wenige Wasserstoffionen führen zu einem niedrigen pH-Wert, also zu alkalischem Wasser. Chemikalisch betrachtet ist der pH der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration.

Der gH-Wert, die Gesamthärte, gibt die Menge an gelösten Erdalkaliionen an. Die wichtigsten Erdalkalimetalle, die die Wasserhärte darstellen, sind Calcium (Ca2+ und Magnesium (Mg2+). Während Strontium und Barium auch die Gesamthärte beeinflussen, sind diese bestenfalls in Spuren in natürlichem Wasser vorhanden.

Der kH-Wert, die Karbonathärte, gibt – wie der Name schon aussagt – die Menge an gelösten Hydrogenkarbonationen (HCO3) an. Die Karbonathärte dient als Puffer gegen Säuren und Basen, verhindert also abrupte Änderungen des pH-Wertes.

Kalium (K+) ist ein Mineral, welches in den meisten Aquarien Mangelware ist. Vor allem Wassermoose benötigen Kalium zum Biomasseaufbau; Kaliumkonzentrationen von 5 mg/l sind in einem gut bepflanzen Aquarium innerhalb von wenigen Tagen aufgebraucht.

Ammonium(NH3)/Ammoniak(NH4+), Nitrit (NO2) und Nitrat (NO3) sind Bestandteile des Stickstoffabbaus. Stickstoff ist ein wichtiger Bestandteil von Eiweißen, welche in jedem Organismus enthalten sind. Die Verdauung von Fischen sowie die bakterielle Zersetzung von organischem Material erzeugt Ammonium oder Ammoniak. Welches der beiden Formen vorhanden ist, ist abhängig vom pH-Wert. Im sauren Milieu (pH < 7) entsteht Ammonium, im basischen Milieu (pH > 7) vorwiegend Ammoniak. Für Wirbellose ist Ammoniak schon in geringen Mengen hochgiftig, Fischen macht es in normalen Konzentrationen (bis zu 0,25 mg/l) wenig aus. Darum sind in Wirbellosenaquarien saure pH-Werte zu empfehlen. Bakterien der Gattung Nitrosomonas, die in jedem Wasser vorhanden sind, verstoffwechseln Ammonium/Ammoniak und produzieren Nitrit (NO2). Nitrit ist in niedrigsten Konzentrationen (schon ab 0,025 mg/l) hochgiftig für Fische und andere Lebewesen; darum sollten frisch eingerichtete Aquarien nicht mit Tieren besetzt werden. Mit der Zeit und einem vorhandenen Nitritpegel entwickeln sich jedoch auch Bakterien der Gattung Nitrobacter. Diese wandeln das giftige Nitrit in Nitrat(NO3 um. Nitrat ist in normal vorhandenen Konzentrationen (bis zu 50 mg/l für Fische, bis zu 25 mg/l für Garnelen) harmlos und dient als Pflanzennährstoff. Jedoch kann die Nitratkonzentration auch steigen und dadurch einen Wasserwechsel erforderlich machen.

Phosphat (PO4) ist ebenfalls ein Abfallprodukt der Zersetzung von Futter und Organismen. Es dient ebenfalls als Pflanzennährstoff, in hohen Konzentrationen (5-20 mg/l) fördert es jedoch das Algenwachstum. Selbst solche hohen Phosphatwerte sind jedoch meist ungiftig für Fische.

Kupfer (Cu) kann aufgrund von Kupferrohren in neu gebauten Häusern im Wasser gelöst sein. In Altbauten sind die Rohre meistens schon durch eine Kalkschicht vom Wasser isoliert, so dass sich kein Kupfer mehr lösen kann. Für Fische wird Kupfer erst bei hohen Dosen gefährlich, die im Haushalt fast nie erreicht werden. Jedoch reagieren Wirbellose (Schnecken, Garnelen) viel stärker auf Kupfer und können bei kleinen Mengen bereits sterben. Daher sollte vor allem in Wirbellosenaquarien ein besonderes Augenmerk auf Kupfer im Wasser gelegt werden. Kupfer ist auch in einigen Düngemitteln und Fischmedikamenten enthalten, welche in solchen Aquarien gemieden werden sollen.

Eisen (Fe) ist ein wichtiger Pflanzennährstoff. Konzentrationen von über 0,5 mg/l können sich jedoch schädlich auf Fische auswirken. Auch hier kann die genaue Konzentration mit Tröpfchentests bestimmt werden.

Sauerstoff (O2), eines der wichtigsten Gase auf unserer Erde, es wird von fast allen Lebewesen benötigt. Auch im Wasser ist Sauerstoff gelöst, dieses wird durch Sprudelsteine oder einen erhöht angebrachten, sprudelnden Filtereinlauf stetig neu eingebracht. Auch Pflanzen produzieren tagsüber Sauerstoff. Sauerstoffmangel kann bei Überbesatz in zu kleinen Aquarien ohne Wasserbewegung, ohne Pflanzen und/oder faulendem Bodengrund entstehen. Dann sollte auf eine vermehrte Sauerstoffzuleitung geachtet werden.

Kohlenstoffdioxid (CO2) wird von Pflanzen nachts produziert, ist aber tagsüber ein wichtiger Pflanzennährstoff. Fische und ihre Exkremente, die von Bakterien zersetzt werden, produzieren CO2. Das Kohlenstoffdioxid säuert das Wasser aufgrund der Bildung von Kohlensäure (H2CO3)an, wenn es nicht durch Hydrogenkarbonat (kH) gepuffert wird. Wasserbewegung treibt Kohlenstoffdioxid aus dem Aquarium aus.

Alle diese Werte können mit Tröpfchentest anhand von Farbskalen annähernd genau bestimmt werden. Wassertests fehlen jedoch für andere, in jedem Wasser in ebenfalls gleichwertigen Mengen enthaltene Substanzen. Solche sind vor allem Natrium (Na+) und Chlorid (Cl). Auch als Salz bezeichnet, liegt Naturiumchlorid vor allem im Meer vor. Allerdings gibt es auch Süßgewässer mit erhöhtem Salzgehalt wie zum Beispiel die ostafrikanischen Seen. Der den Tieren zumutbare Salzgehalt sollte auf die Verhältnisse in ihrem Lebensraum abgestimmt sein; ein hoher Salzgehalt ist für Fische aus salzarmen Gewässern mitunter tödlich. Sulfate (SO4) sind für Fische weitgehend harmlos aber auch in zahlreichen Gewässern vorhanden. Auch zahlreiche Spurenelemente werden nicht berücksichtigt. Wie ihr Name allerdings sagt, werden diese kaum in nennenswerten Mengen, sondern maximal in Spuren im Wasser auftreten. Diese Spurenelemente sind beispielsweise in handelsüblichen Pflanzendüngern oder in jedem Leitungswasser in ausreichenden Mengen enthalten.

In den folgenden Tabellen finden sich einige der wichtigsten Wasserwerte von Gewässern rund um die Welt. Die erste Tabelle stellt die absoluten Werte in mg/l dar, die zweite Tabelle die Wasserwerte der Substanzen in Relation zu Calcium (Ca2+), eine der wichtigsten Substanzen im Wasser.

Die große Variabilität dieser Werte zeigt, wie unterschiedlich das Element Wasser rund um den Globus sein kann. Jedoch zeigen unabhängig vom Gewässer die Verhältnisse mancher im Wasser gelösten Substanzen untereinander immer noch feste Regeln.

Die angegebenen Verhältnisse beziehen sich auf das Gewicht der Substanzen, nicht auf die absolute Molekülmenge!
Das Verhältnis Calcium:Magnesium ist meist zwischen 3:1 und 4:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Hydrogenkarbonat (d.h. gH ohne Magnesium zu kH) ist meist zwischen 1:3 bis 1:4.
Das Verhältnis von Calcium zu Kalium ist in Süßwasser meist um 10:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Chlorid ist meist 2:1.
Das Verhältnis von Calcium zu Sulfat ist ungefähr 1:1.

Diese in der Natur immer wieder anzutreffenden Verhältnisse sollten bei der künstlichen Wasserveränderung stets berücksichtigt werden. Tiere und Pflanzen haben sich nämlich über Jahrmillionen an diese Verhältnisse evolutiv angepasst. Daher kann ein Ungleichgewicht zu schweren Schäden an diesen Organismen führen. Auch kann auch das Algenwachstum durch ein Ungleichgewicht erheblich gefördert werden.

Manipulation der Wasserwerte

Um Wasserwerte gezielt zu manipulieren, werden viele verschiedene Substanzen benutzt. Es folgen einige der gebräuchlichsten Substanzen.

Calciumchlorid (CaCl2) Nebeneffekt: Erhöhung der Chloridkonzentration, pro Calciumion werden zwei Chloridion hinzugefügt (1:2). Das natürliche Verhältnis ist aber 2:1! Nur in Kombination mit anderen Substanzen verwenden!

Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO4, gemahlener gegossener Gips; das Gipspulver vor dem Gießen ist Calciumsulfat-Hemihydrat). Schwer wasserlöslich; Nebeneffekt: Erhöhung der Sulfatkonzentration. Da für jedes Calciumion ein Sulfation zugeführt wird, wäre diese Substanz optimal zum aufhärten. Leider aber ist sie so schwer wasserlöslich, dass nur eine sehr begrenzte Menge zugefügt werden kann (2,7 bis 8,8 Gramm pro Liter).

Magnesiumsulfat-Heptahydrat (MgSO4, Bittersalz). Nebeneffekt: Erhöhung der Sulfatkonzentration. Da das natürliche Verhältnis zwischen Magnesium und Sulfat bei 1:3 bis 1:4 liegt, ist eine ausschließliche Magnesiumversorgung über Bittersalz nicht zu empfehlen, auch wenn es gut wasserlöslich ist.

Calciumcarbonat (CaCO3). Sehr schwer wasserlöslich; Nebeneffekt: Erhöhung der Karbonathärte. Für jedes Calciumion entsteht bei Zugabe ein Hydrogenkarbonation. Das natürliche Verhältnis ist allerdings bei 1:3 bis 1:4 zu finden. Darüber hinaus lässt sich diese Substanz extrem schwer in Wasser lösen, nur 14 Milligramm pro Liter sind möglich.

Magnesiumacetat-Tetrahydrat (CH3COO)2 Mg x 4 H2O oder Calciumacetat-Hydrat (CH3COO)2 Ca x H2O. Nebeneffekt: Verbraucht Sauerstoff; Erhöhung der Karbonathärte. Für jedes Magnesiumion werden zwei Moleküle Essigsäure eingebracht. Diese wird von Bakterien unter starkem Sauerstoffverbrauch verstoffwechselt, dabei entsteht nach einer Weile Hydrogenkarbonat. Härtet man nur mit diesen Stoffen Wasser auf, so ist bei ca. 6 gH eine kH von ca. 3 zu erwarten. Auch wenn diese Substanzen sehr gut wasserlöslich ist, ist bei Tierbesatz auf eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu achten. Aus diesem Grund sollte nie mehr als 1-2 gH auf einmal aufgehärtet werden, die Tiere könnten sonst aufgrund Sauerstoffmangels ersticken. Calciumacetat-Hydrat ist auch in einigen kommerziellen Produkten wie Shirakura Ca+ enthalten.

Natriumhydrogencarbonat (NaHCO3) oder Kaliumhydrogencarbonat (KHCO3) können dazu verwendet werden, die Karbonathärte anzuheben. Jedoch wird immer zusätzlich damit Natrium oder Kalium eingebracht, was sich in größeren Mengen ungünstig auf die Wasserzusammensetzung auswirken kann. Natrium sollte nur bei salzliebenden Fischen (Zahnkärpflinge, Cichliden) vorhanden sein, für Weichwasserfische ist es ungeeignet. Kalium sollte im Verhältnis zu Hydrogenkarbonat in einem Verhältnis von 1:2 vorliegen.

Kaliumchlorid (KCl) und Magnesiumchlorid (MgCl) lassen sich auch verwenden, allerdings bringen diese gut wasserlöslichen Stoffe auch Chlorid ein, auf dessen Verhältnis in Bezug auf die anderen Substanzen zu achten ist.

Kaliumnitrat (KNO3) und Kaliumphosphat (z.B. K2HPO4) werden zur Erhöhung des Nitrat-(NO3) oder des Phosphatgehaltes(PO43-) im Sinne der Pflanzendüngung eingesetzt. Es wird zusätzlich Kalium eingetragen, was aber kein Problem ist, da es in den meisten Aquarien Mangelware ist. Beim Einsatz ist – abgeleitet von den natürlichen Wasserwerten, auch als „Redfield-Verhältnis“ bezeichnet – auf ein Verhältnis zwischen Nitrat und Phosphat zu achten. Sonst entstehen Blaualgen oder Grünalgen. Etabliert hat sich ein Verhältnis von einem Zehntel bis zu einem Fünfzehntel an Phosphat im Vergleich zu Nitrat; bezogen auf das Gewicht. Generell wird das Verhältnis 1 – 1/15 empfohlen.

Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4) oder Phosphorsäure (H3PO4) sind Substanzen, mit denen sich der pH senken lässt. Sie werden auch als „Eichenextrakt“ oder als „pH/kH-Minus“ verkauft. Allerdings wird hierbei je nachdem zusätzlich Chlorid, Sulfat oder Phosphat zugegeben. Alle diese Substanzen wirken sich also über den pH hinaus auf die Wasserzusammensetzung aus. Durch die Reaktion der Säure mit Wasser wird erst die Karbonathärte zerstört, welche als pH-Puffer dient. Anschließend entsteht CO2, welches den pH senkt. Allerdings verflüchtigt sich CO2 durch Wasserbewegung schnell und eine dauerhafte pH-Senkung ist ohne stark schwankende Wasserwerte schwer bis gar nicht zu erreichen. Zur pH-Senkung sind Alternativen wie Torfkanonen (Huminsäuren), Akadama (jap. saurer Lehm) oder eine CO2-Anlage, welche permanent CO2 ins Wasser einbringt, daher besser geeignet.

Bei dieser Vielzahl an Substanzen den Überblick zu behalten, wie viel von welcher Substanz benötigt wird, um die angestrebten Wasserwerte zu erhalten, ist nicht einfach. Daher folgt ein kleiner Exkurs in die Chemie.

Chemie und Zusammenstellung von Substanzen

Ein Mol ist definiert als 6022*1023 Teilchen einer Substanz. Das Gewicht dieser Menge an Teilchen ist durch das Molgewicht der Elemente definiert, das sich in jedem Periodensystem der Elemente neben dem Elementnamen finden lässt. Jede Substanz hat ein eigenes Molgewicht.

Es gilt die Formel:

m(g) = n(mol/l) * M(g/mol)
(Menge der Substanz in g = angestrebte Konzentration in mol/l * Molmasse der Substanz in g/mol)

Ein Grad deutscher Wasserhärte (° dH) entspricht 0,0001783 mol/l Calcium- oder Magnesiumionen. Ein Grad deutscher Karbonathärte(° kH) entspricht 0,00036 mol/l von Hydrogencarbonationen.

Als Beispiel zur Zusammenstellung von Substanzen dient ein Weichwasser, das bei Bienengarnelen zum Einsatz kommt und sehr oft ausgehend von destilliertem Wasser gepanscht wird. Destilliertes Wasser enthält per Definition keine gelösten Substanzen.

Die angestrebten Wasserwerte sind beispielsweise gH 6 und kH 1.

Die Molgewichte der zu verwendenden Substanzen sind:
CaSO4 x ½ H2O (Calciumsulfat-Hemihydrat): 145,12 g/mol
30% des Gewichtes sind Calcium (40,078 g/mol), 70% sind Sulfat (32,066 g/mol + 4 x 15,9994 g/mol).

CaCl2 x 2 H2O (Calciumchlorid-Dihydrat): 147,02 g/mol
36% des Gewichtes sind Calcium (40,078 g/mol), 64% sind Chlorid (35,453 g/mol x 2).

CH3COO)2 Ca x H2O (Calciumacetat-Hydrat): 176,19 g/mol

MgSO4 x 7 H2O (Magnesiumsulfat-Heptahydrat/Bittersalz): 145,12 g/mol

Calciumsulfat:
m = 0.0001783 mol/l * 145,12 g/mol
m = 0.02587 g/l
Von Calciumsulfat-Hemihydrat werden also 0.02587 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Calciumchlorid:
m = 0.0001783 mol/l * 147,02 g/mol
m = 0.02621 g/l
Von Calciumchlorid-Dihydrat werden also 0.02621 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Calciumacetat:
m = 0.0001783 mol/l * 176,19 g/mol
m = 0.03141 g/l
Von Calciumacetat-Hydrat werden also 0.03141 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Magnesiumsulfat:
m = 0.0001783 mol/l * 246,48 g/mol
m = 0.043947 g/l
Von Magnesiumsulfat-Heptahydrat (Bittersalz) werden also 0.043947 Gramm pro Liter benötigt, um die Gesamthärte um 1 °dH anzuheben.

Es ist in diesem Beispiel ein Verhältnis von Calcium:Magnesium 5:1 angestrebt. Von 6 ° dH Gesamthärte muss also 1 °dH mit Magnesiumsulfat erzeugt werden; die restlichen 5 °dH mit den Calcium-Substanzen. Das Verhältnis von Calcium zu Chlorid und Sulfat soll ca. 3:1:1 betragen. Berücksichtigt man die individuellen Gewichtsverhältnisse der Substanzen (siehe oben), so stellt sich heraus, dass gleiche Massenverhältnisse von Calciumsulfat-Calciumchlorid-Calciumacetat dazu benötigt werden. Als Nebeneffekt wird durch das Calciumacetat auch die kH ein wenig angehoben. Jede dieser Substanzen soll die Gesamthärte also um 1,66 °dH anheben.
Multipliziert man die obigen Werte also mit 1 bzw. 1,66, ergeben sich also:

0,042944 g Calciumsulfat-Hemihydrat
0,04350 g Calciumchlorid-Dihydrat
0,05214 g Calciumacetat-Hydrat
0,04395 g Magnesiumsulfat-Heptahydrat
pro Liter Wasser, um eine Gesamthärte von 6°dH und ca. 1 °kH zu erreichen.

Nun geht es um die Pflanzendüngung, d.h. die Versorgung von Becken mit Nitrat und Phosphat. Vor allem in Becken ohne oder mit im Verhältnis zur Wassermenge niedrigen Fischbesatz herrscht generell ein Mangel; vor allem wenn Osmosewasser eingesetzt wird.

Die Molgewichte der zu verwendenden Substanzen sind:

KNO3 (Kaliumnitrat): 101,11 g/mol; davon sind 62,004 g/mol Nitrat (NO3), also 61,323 % des Gewichtes. 1 mg KNO3 enthält also 0,61323 mg NO3.

K2HPO4 (Kaliummonohydrogenphosphat): 174,18 g/mol; davon sind 94,97 g/mol Phosphat PO43-, also 54,524 % des Gewichtes. 1 mg K2HPO4 enthält also 0,54524 mg PO43-.

Eine übliche Konzentration in einem Aquarium, die den Pflanzen zuträglich ist, beträgt 10 mg/l Nitrat. Aus dem Verhältnis 15:1 ergibt sich zusätzlich eine benötigte Menge von 0,66 mg/l Phosphat.

1 mg KNO3 = 0,61323 mg NO3.
1 mg K2HPO4 = 0,54524 mg PO43-.

Über den Dreisatz ergibt sich:

16,3071 mg (0,0163071 g) KNO3 = 10 mg NO3.
1,2105 mg (0,0012105 g) K2HPO4 = 0,66 mg PO43-.
pro Liter des zu düngenden Wassers.
Eine Multiplikation mit der gewünschten Literzahl ergibt also die benötigten Mengen an Kaliumnitrat und Kaliumphosphat.

Zusätzlich sollten für optimales Pflanzenwachstum mit Hilfe eines handelsüblichen Pflanzendüngers Eisen sowie Spurenelemente zugegeben werden. Hierbei ist eine Dosis zu wählen, die ca. der Hälfte bis einem Viertel der Packungsbeschreibung entspricht; mehr ist Verschwendung. Auch eine CO2-Anlage (z.B. Bio-CO2 mit Paffrath-Schale, leicht für jeden nachzubauen) und eine starke Beleuchtung (0,5 bis 1 Watt pro Liter) sind Vorraussetzung für gutes Pflanzenwachstum ohne Algen.

Die in Aquarien vorkommenden Organismen (vom Bakterium bis zum Fisch) verbrauchen die gelösten Stoffe, also ist auch beim Wasserpanschen ein regelmäßiger Wasserwechsel Pflicht. Dabei sollte allerdings vorher gemessen werden, wie viel von den eingebrachten Substanzen verbraucht wurde, damit die neu eingebrachte Menge an Chemikalien für ein gleich bleibendes Wassermilieu sorgen kann.

Als Beispiel wird hier ein 100 l – Becken herangezogen. In diesem Becken soll eine gH von 6 °dH und ein Nitratwert von 10 mg/l herrschen. Nach einer Woche verändert sich die gH auf 4 °dH und der Nitratwert auf 5 mg/l. Es sollen 30% des Wassers gewechselt werden, also ca. 33 Liter. Osmosewasser soll zum Wasserwechsel benutzt werden.

Um konstante Werte zu gewährleisten ergibt sich dadurch:
33 Liter (Neuwasser) mit 6 °dH Gesamthärte und 10 mg/l Nitrat sowie
66 Liter (Altwasser) mit 2 °dH Gesamthärte und 5 mg/l Nitrat.

Berechnung der nötigen Gesamthärte, die ins Wechselwasser (33 Liter) eingebracht werden muss:
33 x 6° + 66 x 2°, also 198° + 132° = 330°. 330 ° / 33 l = 10 ° dH.
Das Wechselwasser muss also auf 10 °dH aufgehärtet werden, damit im Aquariumwasser wieder überall 6 °dH herrscht.

Berechnung des Nitratgehaltes:
33 x 10 mg + 66 x 5 mg, also 330 + 330 = 660 mg. 660 mg / 33 l = 20 mg/l NO3.
Das Wechselwasser muss also auf 20 mg/l Nitrat gebracht werden, damit im Aquariumwasser wieder überall 10 mg/l herrscht.

Die benötigten Stoffmengen und Stoffzusammensetzungen für diese Wasserwerte beim Wasserwechsel ergeben sich wie vorher aus den bereits oben vorgestellten Berechnungsschritten. Verdunstet hingegen Wasser im Aquarium, kann einfach destilliertes Wasser nachgefüllt werden, die gelösten Substanzen verbleiben nämlich im Restwasser – der Kalkrand lässt grüßen.

So lässt sich ein für Pflanzen und Tiere optimales Wasser schaffen und aufrecht erhalten.

Viel Spaß beim Wasserpanschen!

Dauerbeobachtung von Flechten und Moosen – Methoden

Vorteile von Flechten und Moosen

Vorkommen selbst an Extremstandorten

Immergrün

Selten Beeinträchtigung durch Wildverbiss

Poikilohydrisch (Wasser wird über Oberfläche aufgenommen)

Kein Schutz durch eine Cuticula, direkt den Umwelteinflüssen ausgesetzt

Flechtensymbiose = labiles Gleichgewicht

Trotz ihrer kleinen Größe wichtiger Bestandteil des Ökosystems (Schutz des Baums, Lebensraum für Tiere)

Viele nitrophile Arten als Stickstoffzeiger verwendbar

–> Sehr gute Eignung von epiphytischen Moosen und Flechten zur Messung der Luftqualität

Algen – ein weiterer Faktor zur Luftqualitätsbestimmung

Algen = Eutrophierungszeiger

Überlastung der Rinde mit Phosphor und Stickstoffverbindungen (oft aus der Landwirtschaft) auch durch Algen nachweisbar

Algenüberwuchs hemmt Moos- und Flechtenwachstum

Methoden der Dauerbeobachtung

Bewertung nach Wuchsform und Fertilität der Flechten (nach Knabe und Stöcker 1981-1983)

Flechten werden nach Wuchsform und dem Vorhandensein von Fruchtkörpern unterschieden

Empfindlichkeit abnehmend:
Bart- und Strauchflechten >
Blattflechten >
fruchtende Krustenflechten >
sterile Krustenflechten

Nachteile:
Bart- und Strauchflechten fallen manchmal einfach vom Baum ab
Starke Widersprüchlichkeit der Ergebnisse, selbst in demselben Gebiet
Wuchsform hat keinen Einfluss auf ökologische Parameter (Schadstofftoleranz, Wachstumsgeschwindigkeit) !!!

–> Methode heutzutage veraltet !

Bewertung nach Toxitoleranzwerten (HTI-Methode) (Flechten: Wirth & Kirschbaum 1992, 1997; Moose: Frahm 1998)

Arten werden nach Toxitoleranz unterschieden, von Stufe 1 (sehr gering) bis 9 (sehr hoch)

Nachteile:
Kann nur angewendet werden, wenn man die Toxitoleranz der einzelnen Art kennt, erfordert viel Vorarbeit

–> Methode kann nur eingeschränkt verwendet werden, vor allem bei vielen Moosen ist die Toxitoleranz noch unbekannt.

Bewertung nach Vorkommen empfindlicher Arten (Flechten: Wirth & Oberhollenzer 1991; Moose: Sauer 1991)

Anzahl der Flechten wird gezählt und resistente sowie häufige Arten abgezogen –> Einstufung in Bonitätsklasse I (geringer Immisionseinfluss) bis IV (sehr starker Immisionseinfluss)

Anzahl der empfindlichen Moose wird aufgenommen –> Einstufung in Bonitätsklassen 1 bis 5

Nachteile:
Fehlen empfindlicher Arten weist keine aktuelle Immisionsbelastung nach. (Art kann noch nicht eingewandert sein)
Empfindliche Arten wachsen teilweise nur an bestimmten Standorten, Ausbreitungsfähigkeit spielt auch eine Rolle
Im Stammbereich von Bäumen wachsen nur wenige empfindliche Flechtenarten
Ausgebreitetes Vorkommen resistenter Arten unterdrückt empfindliche Arten

–> Methode nicht uneingeschränkt aussagekräftig

Beurteilung anhand mittlerer Moos- und Flechtenfrequenzwerte (VDI-3799/1 1995)

Auswahl von 6-10 Bäumen pro Station
Anbringung eines Edelstahlnagels in 1m Höhe
Anlegung eines 20×50 cm großen Gitters oberhalb des Nagels
Notierung der Artenzahl sowie deren Frequenz
Ermittlung der Flechtendiversität (FDW)

Nachteile:

Nur bei freistehenden Bäumen entstehen vergleichbare Ergebnisse, Waldkartierungen können nicht verglichen werden

Detailierte Beobachtungen der Entwicklung einzelner Flechten über einen Zeitraum unmöglich (keine Flächenerfassung)

–> Methode wurde im Jahre 2003 um VDI 3957 erweitert

Flächenbestimmung von epiphytischen Flechten zur immisionsökologischen Langzeitbeobachtung (VDI-3957/8)

Auswahl von den 4 bestbewachsenen, zusammenhängenden Gitterteilen (20×20 cm)
Straffe Aufhängung durchsichtiger Folie mit Reißzwecken, Abgrenzung des Gitters auf der Folie
Zeichnen der Kontur der Flechtenthalli verschiedener Arten mit verschiedenfarbigen Filzstiften
Einscannen auf PC, Ausbesserung der Konturen mit Bildbearbeitung
Digitale Berechnung der bedeckten Fläche durch spezielle Software, frei von VDI erhältlich
Einordnung der Flechtenarten in ihre Zeigerwerte für die Kategorien Empfindlichkeit, Reaktionszahl und Stickstoffzahl
Berechnung „mittlerer Zeigerwerte“: Fläche x Zeigerwert jeder Art / Artenzahl

Nachteile:
Krustenflechten aufgrund undeutlichen Thallusumrisses nur von Experten kartierbar.
Aufnahme nur bei trockenem Wetter möglich, da Folie ansonsten beschlägt
–> Methode die bisher aktuellste, sehr gut für wiederholte Beobachtungen im Mehrjahresrhytmus geeignet.

Vergleichbarkeit von den Methoden

Jedes Verfahren ergibt, entgegen der Erwartung, unterschiedliche Ergebnisse

Ergebnisse sehr abhängig von den vorliegenden Bedingungen

Beeinflussende Faktoren: Lichtmenge, Wald oder freistehende Bäume, Borkenbeschaffenheit, Baumart, Baumartenreichtum

Vergleichbarkeit von mehreren verschiedenen Flächen durch viele Faktoren erschwert

–> Methodik ist anhand der vorherrschenden Bedingungen zu wählen oder aufgrund Alter auszuschließen

Methodik hat sich stark geändert, standardisierte Verfahren selten
Anwendung alter Daten auf VDI-Richtlinien durch mangelnde Daten oft unmöglich

Vergleich von überregionalen Waldflächen unmöglich durch nicht einheitliche Methoden

–> Deutsches Expertenteam ist dabei, eine überregionale Richtlinie zur Bestimmung der Parameter zu entwickeln

Die Frucht, die nach faulen Eiern, Kot und Terpetin riecht

Hierbei handelt es sich um die Durian, die stachlige Frucht des Zibetbaumes (Durio zibethinus)

Der Zibetbaum, ursprünglich in Indonesien und Malaysia beheimatet, wird inzwischen überall in Südostasien kultiviert. Man findet ihn in Thailand, auf den Philippinen und sogar in Queensland in Australien. Haupthandelszentrum für Durians ist Singapur.

Die Frucht ist etwa kopfgroß, von gelbgrüner Farbe und trägt etwa 1 cm lange Stacheln. Das Fruchtinnere ist in vier bis sechs Segmente geteilt, jedes Segment enthält wieder bis zu sechs Samen, die vom Fruchtfleisch (eigentlich Samenmantel) umhüllt sind. Frisch vom Baum ist die Frucht wohlriechend und -schmeckend (Geschmack und Konsistenz erinnern etwas an einen gehaltvollen, festeren Vanillepudding), sie entwickelt allerdings innerhalb von wenigen Tagen einen für die meisten Nichteinheimischen unerträglichen Geruch und Geschmack (faule Eier, Kot oder Terpentin). Wer nie die Gelegenheit hatte, eine frische Frucht zu probieren, kann daher kaum nachvollziehen, warum die Durian in Südostasien vielen als eine der größten Delikatessen gilt. Die Samenkerne können ebenfalls geröstet verzehrt werden.

Durians sind im übrigen auch die Lieblingsfrucht der Orang-Utans, werden jedoch auch von sehr vielen weiteren Tieren gerne gefressen. Dazu zählen auch Tiger und andere Katzen. Angeblich leitet sich sogar die botanische Bezeichnung Durio zibethinus davon ab, dass man mit verfaulenden Durianfrüchten Zibetkatzen köderte. Da die Frucht ja eigentlich der Weiterverbreitung der Samen dient und es sich um ein Gewächs der Tropen handelt, verströmen die reifen Früchte ihren spezifischen Geruch, um auch über große Distanzen gefunden zu werden.

Aufgrund der Geruchsbelästigung ist die Mitnahme von Durianfrüchten in Hotels oder Flugzeugen meist nicht gestattet. Setzt sich der Geruch erst einmal fest, ist es schwierig, ihn wieder loszuwerden. Deshalb ist es in Hotels üblich, bei Verstoß gegen das Durian-Verbot das Zimmer für eine weitere Woche zahlen zu müssen. In Singapur ist auch das Mitführen von Durians in der MRT (U-Bahn) untersagt, worauf entsprechende Schilder hinweisen; auf eine Strafe wird allerdings verzichtet.


Foto: © Regina Rau/regina-rau.de

Getüpfelte Zellen

Tüpfel sind Aussparungen in den Zellwänden pflanzlicher Vielzeller. Sie erlauben Verbindungen zwischen einzelnen Zellen, die verschiedene Aufgaben haben können, wie zum Beispiel den Wassertransport bei Tracheiden, Nährstoffaustausch oder Kommunikation zwischen Zellen.

An einem Tüpfel findet man keine Sekundärwand. Die Schließhaut eines Tüpfels besteht aus Mittellamelle und der von beiden Seiten aufliegenden Primärwand. Die Schließhaut ist im Bereich der Tüpfel durch Plasmodesmen durchsetzt.

Bei Pinaceae besteht ein Tüpfel sogar nur noch aus cellulosen Mikrofibrillen. Das nicht-celluläre Material der Mittellamelle und der Primärwand wurde aufgelöst.

Man unterscheidet zwischen einfachen Tüpfeln und Hoftüpfeln:

Einfache Tüpfel haben auf beiden Seiten eine Öffnung (Porus) mit einem verbindenden Kanal (Tüpfelkanal). In der Mitte des Kanals befindet sich die Schließhaut (Tüpfelmembran).

Hoftüpfel folgen dem gleichen Aufbau wie einfache Tüpfel, haben aber eine Vergrößerung des Innenraumes im Bereich der Schließhaut, der nur am Porus wieder verengt ist. Bei den Nadelhölzern aus der Familie der Pinaceae ist die Mitte der Schließhaut verdickt (Torus) und damit für Flüssigkeiten undurchlässig. Der Austausch zwischen den Zellen findet damit nur an den äußeren, nicht verdickten Teilen der Schließhaut (Margo) statt. Der Torus ist mit seiner Größe in der Lage den Porus zu verschließen. Da die Schließhaut dehnbar ist, kann bei einem entstehenden Druckgefälle zwischen den verbundenen Zellen die Schließhaut gegen den Porus gesaugt werden und damit den Tüpfel verschließen.

Generell hat jede der beiden verbundenen Zellen seinen eigenen Tüpfel, die sich dann zu einem Tüpfelpaar ergänzen. Damit entstehen Tüpfelkombinationen wie beispielsweise einseitig behöfte Tüpfel.


Foto: © Kristian Peters/wikipedia.de

Eutrophierung am Kaspischen Meer

Eutrophierungserscheinungen sind im nördlichen Bereich des Kaspischen Meeres östlich der Wolgamündung zu sehen. Es handelt sich dabei um eine starke Algenblüte durch hohe Düngerzufuhr. Die Satellitenaufnahme ist aus dem Jahre 2003.

Die Eutrophierung eines Sees entsteht durch ein Überangebot an Nährstoffen. Die Landwirtschaft ist einer der Hauptverursacher der Eutrophierung vieler Gewässer.

Deshalb kann sich der See nicht mehr selbstreinigen.

Oligotrophe und eutrophe Seen befinden sich im Gleichgewicht, aber auf unterschiedlichem Niveau des Biomasse-Umsatzes:

Schwankungen der Umweltbedingungen können bis zu einer gewissen Grenze der Belastung ausgeglichen werden („Selbstreinigungskraft“ der Gewässer). Ist die Störung des Gleichgewichtes so groß, dass sie nicht mehr rückgängig gemacht werden kann, geht der See in einen anderen Zustand über, wobei die Hypertrophierung der stabilste Zustand ist, da ein umgekipptes Gewässer ohne Einfluss von außen nicht mehr in einen oligo- oder eutrophen Zustand zurückkehren kann.

Kurz nach der Frühjahrs-Vollzirkulation ist die Wachstumsrate von Algen auf Grund der steigenden Temperaturen, besseren Lichtverhältnissen und ausreichender Versorgung mit Mineralsalzen aus dem Hypolimnion sehr hoch, was im Epilimnion zur Wassereintrübung (Algenblüte) führt. Dadurch ist in den unteren Schichten des Epilimnions nicht mehr genügend Licht vorhanden, es kommt dort zum Absterben der Algen.

Eine Zunahme von Algen bedeutet zunächst eine Sauerstoff- und Nahrungsanreicherung für das Gewässer. Dadurch finden Konsumenten wie Herbivoren und Carnivoren optimale Wachstumsbedingungen vor. Das Phytoplankton (Algen) vermehrt sich explosionsartig, wodurch das Zooplankton ein erhöhtes Nahrungsangebot vorfindet. Da das Zooplankton aber auch Sauerstoff verbraucht, geht der Sauerstoffgehalt des Wassers kurzerhand stark zurück.

Das schnelle Sterben der Organismen, das zum Teil durch die Sauerstoffverknappung begünstigt wird, bewirkt ein Absinken der toten Biomasse als Detritus auf den Grund des Sees (Hypolimnion). Der Detritus wird bakteriell abgebaut, was zuerst noch auf aerobe Weise, also unter Sauerstoffverbrauch geschieht. Das führt schließlich zu einer völligen Sauerstoffarmut, sodass die Biomasse nur noch von anaeroben Destruenten abgebaut werden kann. Hierbei entstehen Ammonium, Methan und Schwefelwasserstoff, welche Zellgifte darstellen. Bei Vollzirkulation können diese Giftstoffe auch in die obere Wasserschicht gelangen. Da der anaerobe Abbau wesentlich langsamer abläuft als der aerobe, häuft sich am Boden Faulschlamm an. Die Sauerstoffarmut im Hypolimnion verursacht außerdem eine Reduktion von Fe3+ zu Fe2+. Vorher an Fe3+ gebundenes Phosphat (PO43-) wird dadurch frei und trägt als Nährstoff zusätzlich zur Eutrophierung bei.


Foto: © Jeff Schmaltz/visibleearth.nasa.gov

Warum ist die Banane krumm?

Die Antwort darauf kann man leicht erkennen, wenn man sich nicht eine einzelne Banane (Musa), sondern eine ganze Bananenstaude anschaut. Denn die Banane ist eine Beerenfrucht und wächst in ähnlichen Trauben wie der Wein. Die einzelnen Bananen, bis zu 16 Früchte, spriessen in mehreren Kränzen, die an der Staude dicht übereinander liegen. Beim Wachsen streckt sich jede einzelne Banane nach oben zum Licht. Weil sie aber seitlich aus der Staude herauswachsen, müssen sich die Bananen auf dem Weg zum Licht stark krümmen. Dass die Banane krumm ist, liegt also nicht daran, dass niemand in den Urwald zog und die Banane gerade bog, wie einem mancher Witzbold weismachen möchte.

Die Banane wird durch Vögel oder Fledermäuse fremdbestäubt. Selbstbefruchtung ist durch den unterschiedlichen Blühzeitpunkt der getrennt stehenden männlichen und weiblichen Blüten nicht möglich. In Kultur werden Bananen vegetativ über Schösslinge vermehrt, da die Pollen steril sind. Die Früchte entwickeln sich dann durch Parthenokarpie.

Es sind jedoch nicht alle Bananen krumm. Im südindischen Raum gibt es vollkommen gerade sehr kurze Bananen (höchstens 10 cm) die von ausgezeichneter Qualität sind.


Fotos: © Armin Maiwald/die-maus.de

Botanik-Vordiplom Gedächtnisprotokoll

Hi @ll!

Heute habe ich meine Vordiplomprüfung in Botanik abgeschlossen und liefere euch wieder mal ein Gedächtnisprotokoll, das nach besten Wissens von mir geschrieben wurde. Ich habe versucht, darin den Prüfungsverlauf so gut wie möglich zu rekonstruieren.

Ich hoffe, dass den künftigen Vordiplom-Biologen dieses Gedächtnisprotokoll weiterhilft. Das Hauptthema der Prüfung war das Leitgewebe, danach wurde zu Symbiosen übergegangen.

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