Assimilate transfer of plants in relation to rhizodepositionand its modification by biotic and abiotic factors in the rooting zone

Die Rhizosphäre wird als jener Bodenbereich definiert, welcher dem Einfluß der Wurzel selbst oder dem der assoziierten Organismen unterliegt. Dieser Einfluß besteht unter anderem in einem Materialtransfer von der Wurzel in den Boden. Dieser Vorgang wird als Rhizodeposition bezeichnet und ist ein wesentlicher Teil des Stoff- und Energieumsatzes von Pflanzen . Die im Bereich der Wurzel lebenden Mikroorganismen nutzen dieses Material zum eigenen Energiegewinn und zerlegen es in elementare Bestandteile (Mineralisation von Kohlenstoff und Stickstoff). Die Mikroorganismen werden von Bodentieren beweidet, wobei wiederum biologisch aufschließbares Material in den Boden gelangt. Die Stoffwechselprodukte der Organismen im Rhizosphärenbereich beeinflussen das Pflanzenwachstum. Die Art und die Menge der umgesetzten Substanzen wirken sich langfristig auf die Bodenstruktur und die Bodenqualität (Bodenfruchtbarkeit) aus. Es ergibt sich ein komplexes Gefüge aus Energieflüssen und Regelkreisen. Diese Systeme und ihre Gesetzmäßigkeiten, insbesondere die unterschiedliche Rolle verschiedener Pflanzenarten dabei, stehen im Mittelpunkt unseres Interesses. Fragestellungen: A. Welchen Einfluß haben Rhizodeposition und Assimilattransfer auf das Energiebudget von Pflanzen und die Entwicklung von Bodenstruktur und Bodenqualität? B. Wie wirken sich Mikroorganismen und Bodentyp auf die Produktivität der Pflanze und ihre Rhizodeposition aus, wie können solche Beziehungen dokumentiert werden? Versuchsansätze: Unterschiedliche Böden und Kunstsubstrate werden verglichen und mit Pflanzen unterschiedlicher Physiologie bepflanzt. Das Verhältnis zwischen photosynthetisch produzierten und in den Boden abgegebenen Substanzen wird mit Bodenatmungsmessungen, Erfassung der niedermolekularen organischen Substanzen in Pflanze und Boden mittels 13C und 14C Markierung, HPLC, Gaschromatographie und Massenspektrometrie quantifiziert. Der Einfluß auf die Bodenqualität wird mittels Biomasseaktivitätsbestimmungen, Stickstoff/Kohlenstoffverhähltnis, Aggregatstabiltät, Wasserhaltekapazität und Kationenaustauschkapezität evaluiert. Nutzen des Projektes Die Studie wird Masse und Energieflussmodelle für unterschiedliche Boden/Pflanzensysteme möglich machen und dadurch den gezielteren Einsatz von Fruchtwechsel, Düngung und anderen Bodenverbesserungsmaßnamen gestatten. Darüber hinaus können die neuen Methoden, welche im Laufe des Projektes erarbeitet werden, für eine Fülle angewandter Fragestellungen (etwa den Einfluß erhöhten C02, Bodenversalzung, Trockenstress, Bodenverlust u.a.) genutzt werden.