Zementstaubwirkungen auf Pflanzen: Die Entstehung der Zementkrusten

Zusammenfassung einiger Ergebnisse 1. Die Zementstaubwirkungen auf Forstpflanzen (Eiche, Kiefer, Fichte) und die Bildung von Zementkrusten auf Blättern und Nadeln und zum Vergleich auch auf den Blättern von zahlreichen anderen Pflanzen, werden untersucht.2. Bei der Eiche befindet sich die Zementkruste nur auf der Oberseite der Blätter. Auf deren Unterseite sieht man ungekeimte und mit kurzem Myzel gekeimte Pilzsporen in großer Anzahl.3. Bei Kiefer und Fichte hat der Zementstaub eine geschlossene Kruste rings um die Nadeln gebildet.4. Die Zementkruste auf den Blättern und um die Nadeln ist außen körnelig und mehr oder weniger uneben, im allgemeinen aber geschlossen.5. Die Innenseite der Zementkruste, welche unmittelbare Berührung mit der Oberfläche (Epidermis) der Blätter und Nadeln hat, ist zum Unterschied von der Außenfläche einheitlich gestaltet. Sie stellt einen plastischen Abdruck (Abguß) der jeweiligen Oberfläche des betreffenden Blattes oder der Nadel dar mit allen, auch den mikroskopischen Feinheiten der Epidermis. Bei der Kiefer und Fichte wechseln z.B. die Abdrücke der feinen Kutikularleisten mit den Reihen der Spaltöffnungen ab, in denen jede einzelne Spaltöffnung zu erkennen ist.6. Die Gestaltung der Innenseite der Zementkruste beweist die Tatsache, daß die Kruste der Epidermisaußenseite des Blattes unmittelbar und in engster Berührung aufliegt, diese sogar in bestimmter Weise durchdringt, wodurch das feste Haften auf den Blättern bedingt wird.7. Die auf den Blättern gebildete Zementkruste ist dorsiventral. Diese besteht deutlich aus zwei verschiedenen Schichten, einer inneren hellen, glasig kristallinen, mit dem plastischen Abdruck (Abguß) der Epidermis und einer äußeren, dickeren, körnelig rauhen.8. Beide Schichten trennen sich beim Abschaben, so daß diese in Splittern durcheinander liegen.9. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß der frische Zementstaub (pH=12) beim Auftreffen auf die Blattoberfläche dieser das verfügbare Transpirationswasser entzieht und dabei der Hydratation unterliegt. Hierbei werden Hydroxyl-Ionen frei, (Kalkhydratbildung), welche die Schädigungen des Mesophylls hervorrufen. Auf der Innenseite der Zementkruste sind zahlreiche feinste Kriställchen zu beobachten, besonders bei den Fichtennadeln.10. Es wird weiter wahrscheinlich gemacht, daß die Dicke der inneren Schicht der Zementkruste bestimmt wird durch die Eigenschaften des Zements (Diffusionshemmung durch die Dicke der sich bildenden Gelschicht).11. Die äußere, körnelig rauhe Schicht der Zementkruste entsteht dann durch gegenseitiges Verbacken der über der abgebundenen inneren Schicht liegenden Zementteilchen unter dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit und der Kohlensäure.12. Querschnitte durch die mit Zementkruste bedeckten Eichenblätter lassen starke Schädigung des gesamten Mesophylls erkennen, entsprechend den schon früher getroffenen Feststellungen.13. Entsprechende Schädigung des Gewebes der Nadeln von Kiefer und Fichte wurden festgestellt.14. Querschnitte durch Zementkrusten geschädigter Eichenblätter in reinem Wasser (mikroskopische Präparate) in feuchter Kammer aufbewahrt, zeigen nach 48 Stunden starke Entwicklung von Pilzmyzelien auf der unteren Epidermis der Schnitte.15. Gleichbehandelte mikroskopische Querschnitte von gesunden Eichenblättern im Wasserpräparat 48 Stunden in feuchter Kammer aufbewahrt, bleiben frei von Pilzentwicklung.16. Die Zementkrusten der Eichenblätter, Kiefern- und Fichtennadeln, sowie vieler anderer Blätter ergaben mit verschiedenen angefeuchteten Indikator-Papieren pH=9, bzw. pH 8–9, wobei der letztere Wert nahe bei 9 lag. Nach den Ergebnissen früherer Untersuchungen wird daraus geschlossen, daß die Zementteilchen beim Auftreffen auf die Blattoberfläche eine Oberflächen-Alkalität von pH=12 gehabt haben müssen.

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Summary 1. The effect of cement dust on forest plants (oak, Scotchpine, spruce) and the development of cement incrustation on leaves and needles and for comparison on numerous other plants has been examined.2. In the case of oak leaves the incrustation with cement originates only on the upper side. On the underside of these are to find numerous spores of fungi or germinated ones with short myceliums.3. In the case of pine and spruce the cement incrustation forms a closed sheath all round the needles.4. The incrustation with cement on leaves and needles has a granulated and more rough outside, but this is in most cases closed.5. The inside of the incrustation with cement which touches immediately the upperside of the leaves and needles, has a uniform glassy structure and shows a plastic reproduction of the actual surface of the leaf or needle in question with all microscopical details of the epidermis. In the case of needles of pine e.g. the reproduction of the fine cuticular ridges alternate with the long rows of stomata in which each particular pore may be distinguishable.6. The configuration of the inside of the incrustation with cement demonstrates the fact that the crust rests immediately upon and in direct contact with the epidermis, even penetrates this in a certain manner, by means of which the firmely stick on the leaves is caused.7. The incrustation with cement formed on the leaves has a dorsiventral structure. It is distinctly composed of two different layers, an inner, clear, glassy crystalline with the plastic reproduction (pouring off) of the epidermis and an outer thicker granulated, rugged one.8. The two layers are separated one from the other if the cement incrustation is scraped off, so that these lay pellmell in splinters.9. In all probability the fresh cement dust (pH=12) impringing on the surface of the leaf withdraws water from the epidermis cells when it sets. In doing so some new chemical compounds are formed. Hydroxyl ions are freed, which injure the cells of the mesophyll. On the inside of the incrustation with cement numerous fine crystalls are seen, particularly in the incrustations of spruce needles.10. In all probability the thickness of the inner layer of the incrustation of cement will be appointed by the conditions of the cement (by the inhibition of diffusion of water by forming the layer of the gel).11. The outer granulated rugged layer of the incrustation of cement will be formed by sticking together of the cement particles which are lying over the set inner glassy layer under the influence of the moisture of the air and the carbon dioxide.12. Cross sections of the oak leaves covered with the incrustation of cement show heavy injuries of the whole mesophyll as given in earlier statements.13. Corresponding injuries of the tissues of the needles of Scotch pine and spruce have been stated.14. Cross sections of the oak leaves covered with cement incrustations in pure water (microscopical preparations) kept in a moist chamber showed after 48 hours abundant development of myceliums of fungi on the lower epidermis like the leaves with upperside cement incrustation from the environment of an other cement plant.15. Cross sections of healthy oak leaves handled in the same manner, showed never development of fungi.16. The incrustations of cement of the leaves and needles of oak, Scotch pine, spruce and the leaves of numerous other plants, produce with different moistured indicator papers pH=9, resp. pH=8–9, whereat the last value lies near 9. Corresponding to earlier investigations it was concluded that the cement particles impinging on the leaf epidermis had on the surface an alcaline reaction of pH=12.

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Résumé 1. Les effets furent recherchés de la poussière de ciment sur des plantes forestières, le chêne, le pin sylvestre, le sapin rouge et la formation d'une croûte de ciment sur les feuilles et sur les feuilles aciculaires et pour comparaison sur les feuilles de nombreux autres plantes.2. Quant au chêne, la croûte de ciment ne se trouve que sur le côté de dessus des feuilles. Sur l'autre côté il y a de nombreuses spores de champignons et telles avec de petits myceliums.3. Quant au pin sylvestre et au sapin rouge la poussière de ciment a formé une croûte fermée tout autour de la feuille aciculaire.4. La croûte de ciment sur les feuilles et autour des feuilles aciculaires est par dehors granulée et plus ou moins inégale, mais en général fermée.5. Le bas de la croûte de ciment, qui se trouve en attouchement immédiate avec l'épiderme des feuilles et des feuilles aciculaires est composé d'une substance uniforme au contraire de son dessus. Il présente l'impression (le jet) plastique de la surface de la feuille ou de la feuille aciculaire avec tous les détails microscopiques de l'épiderme. En cas du pin sylvestre ou du sapin rouge le bas de la croûte montre les listeaux cuticulaires les plus fins et les longues rangées des stomates, dans lesquelles chaque stoma est perceptible.6. La configuration du bas de la croûte de ciment prouve le fait, que la croûte se joint bien au dessus de l'épiderme de la feuille et le pénètre si précisément, que la croûte s'accroche ferme à la surface de la feuille.7. La croûte de ciment formée sur les feuilles est dorsiventrale. Elle se compose de deux couches différentes, d'une couche interne, de couleur claire, vitreux, crystalline, avec l'impression plastique de l'épiderme de la feuille et d'une couche extérieure plus épaise, granulée et rude.8. Les deux couches se séparent en raclant la croûte; en ce cas les éclats sont situés pêle-mêle.9. Vraisemblablement la poussière de ciment fraîche (pH=12) touchant la surface d'une feuille la prive de l'eau de transpiration et succombe avec cet eau à l'hydratation. Pendant cette réaction des ions de hydroxyle sont libérés.10. Probablement l'épaisseur de la couche de ciment intérieure est déterminée par les propriétés du ciment: l'interruption de diffusion de l'eau par l'épaisseur de la couche de gel formée.11. La couche de ciment extérieure, granulée et rude se forme alors sous l'influence de l'humidité de l'air et de l'acide carbonique par agglutination des particules de ciment, qui se trouvent sur la couche de ciment interne.12. Des coupes transversales d'une feuille de chêne couverte d'une croûte de ciment montrent des lésions très graves du mesophyll entier selon les premières constations (1960).13. L'auteur a constaté des lésions conformes des tissues des feuilles aciculaires du pin sylvestre et du sapin rouge.14. Des coupes transversales des feuilles du chêne lésées par des croûtes de ciment en l'eau pure (des préparations microscopiques) gardées dans une chambre humide, montrent de développement de myceliums de champignons à l'épiderme inférieur des coupes après 48 heures.15. Des coupes transversales des feuilles du chêne sains manipulées de la même façon gardées pendant 48 heures en chambre humide, ne montrent pas de développement de champignons.16. Les croûtes de ciment des feuilles du chêne, du pin sylvestre, du sapin rouge et de nombreuses autres feuilles montrent avec des papiers d'indicateur divers pH=9. Correspondant aux résultats des premières recherches on peut conclure, que l'alcalité des surfaces des particules de ciment soit pH=12, si'ils éclatent sur l'épiderme d'une feuille.

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Mit 16 Fig.     

River discharge in relation to rainfall, evapotranspiration and lithology in the Serayu River Basin, central Java, Indonesia

Differences in mean annual specific discharge of small tributary rivers in the Serayu River Basin can not be explained from differences in annual precipitation and evapotranspiration only. The ratio of actual specific discharge to meteorological specific discharge, i.e. the discharge resulting from the precipitation after subtraction of the evapotranspiration is lower for basins in volcanic rocks than for those in sedimentaries.The hydrological properties of these rock types are used to explain this phenomenon.Larger basins will mostly consist of mixtures of different rock types. As a result larger basins tend to have ratios of actual to meteorological specific discharge between those for basins in volcanic rocks and those in sedimentaries.     

Binding of flavor compounds and whey protein isolate as affected by heat and high pressure treatments

The interactions of whey protein isolate (WPI) and flavor compounds (2-nonanone, 1-nonanal, and trans-2-nonenal) were investigated, and the influence of flavor compound structure and heat and high pressure denaturation on the interactions were determined by using headspace solid-phase microextraction (SPME) and gas chromatography (GC). The binding of WPI and the flavor compounds decreased in the order trans-2-nonenal > 1-nonanal > 2-nonanone. The differences in binding can be explained with hydrophobic interactions only in the case of 2-nonanone, whereas the aldehydes, in particular trans-2-nonenal, can also react covalently. Heat and high pressure treatment affected protein-flavor interactions depending on the structure of the flavor compound. Upon both heat and high pressure denaturation, the binding of 2-nonanone to WPI decreased, while the binding of 1-nonanal remained unchanged, and the affinity for trans-2-nonenal increased rapidly. The results suggest that hydrophobic interactions are weakened upon heat or high pressure denaturation, whereas covalent interactions are enhanced.     

Spatial limitations in forest biomass harvesting using Geographic Information System and Remote Sensing for an ecological and sustainable bioenergy framework

As the sustainable forest biomass harvesting process is highly influenced by the terrain, the heterogeneity, and the protection status of the landscape, this study highlights the GIS and Remote Sensing as important scientific tools, assisting in the planning process and integrating the appropriate spatial limitations for an ecological forest biomass extraction in a rational bioenergy utilization framework. This study is focused on the northwest Greece and particularly in the regional unit of Grevena which is part of the Western Macedonia region, the region with the highest unemployment rates in Greece. As the forests in the regional unit of Grevena occupy a significant percentage over half of the regional unit area, the emphasis on the sustainable harvesting and utilization of forest biomass for energy purposes could tackle unemployment rates, enhance the energy autonomy of the remote mountain villages, and reduce the Mediterranean forest fire risk. The spatial data process and the implied spatial limitations unfold a methodology procedure, which is revealing specifically quantified and illustrated results as are emerging progressively the oak forests of the regional unit of Grevena with biomass harvesting capabilities, which do not belong to the Grevena’s protected areas, have accessible slopes and lower diversity index.     

Bluetongue disease reaches Switzerland

Since 2006 bluetongue disease is rapidly spreading across Europe and reached Switzerland in October 2007. In the present article a short overview about the disease and the virus is given, and the first three clinical bluetongue disease cases in cattle, and the respective laboratory findings are presented.