6C0 2 +6H 2 0 
hv 
*60 2 + CV, H /j 0, y 
(3.3) 
Diese chemische Gleichung fasst zusammen, welche Stoffe beteiligt sind und wie sie 
umgewandelt werden. 6 Moleküle Kohlendioxid und 6 Moleküle Wasser werden mit 
Hilfe von Lichtenergie zu einem Glucosemolekül und 6 Sauerstoffmolekülen 
umgewandelt. Auf dieser Weise entsteht aus Wasser genauso viel Sauerstoff, wie 
Kohlendioxid gebunden wird. 
Bei der Photosynthese ist die Aufnahme mineralischer Nährstoffe aus dem Wasser und 
deren Einbau in die Biomasse eine weitere wesentliche Leistung der 
Primärproduzenten. 
Neumann (2000) zeigt, wie Stickstoff und Phosphor in den Stoffwechselprozess 
eingeschlossen werden können. Der Prozess der Umwandlung des anorganischen 
Stickstoffs (Ammonium) in organischen Stickstoff verläuft folgendermaßen: 
106CO 2 +16NH4 + H 3 P0 4 +106H 2 O o 
o ( CH 2 0 )ioö( NH 3 ) 16 ( H 3 P0 4 h + 106O 2 +16H 
(3.4) 
Aus Gl.(3.4) geht hervor, dass ein festes Verhältnis zwischen dem im Phytoplankton 
gebundenen Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor herrscht. Im Modell ist das C/N - 
Verhältnis fest vorgegeben. Nach Redfield 33 ist die Phytoplanktonbiomasse durch ein 
Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis von 106 zu 16 (=6.625) charakterisiert. Außerdem 
sieht man, dass bei der Bindung von 106 Mol Kohlenstoff und 16 Mol Stickstoff 106 
Mol Sauerstoff aus der Zelle ausgeschieden werden. Somit liegt das Verhältnis von 
freigesetztem Sauerstoff zu assimiliertem Kohlenstoff bzw. Stickstoff bei: 
Oj_ 
C 
Mo'l:ci Kohlendioxid ) 
106 
106 
bzw. 
(3.5) 
9i 
N 
Mo'l:n4w Ammonium) 
106 
16 
6.625 
33 Das Redfield - Verhältnis (engl. „Redfield Ratio”) beschreibt die atomare Zusammensetzung von 
marinem Phytoplankton. Das 1963 von Redfield, Ketchum und Richards empirisch gefundene und 
veröffentlichte Verhältnis ist: 1 Mol P: 16 Mol N: 106 Mol C. Das bedeutet, bei unbegrenzt zur 
Verfügung stehenden Nährstoffen enthält das Plankton pro 1 Mol Phosphor 16 Mol Stickstoff und 106 
Mol Kohlenstoff.