Pflanzenverfügbares organisch gebundenes Phosphat in Abhängigkeit von Pflanzenart und Bodeneigenschaften

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Phosphor ist eine endliche Ressource. Deswegen wird in der Landwirtschaft nach Möglichkeiten gesucht, die Ressource zu schonen, um sie so lange wie möglich als Nährstofflieferanten zu erhalten. Verschiedene Recyclingmethoden, aber auch die Nutzung vorhandener P-Vorräte im Boden, wie z. B. organisch gebundenen Phosphaten (Porg), stehen im Fokus. In dieser Arbeit wurde die Mobilisierung von Phosphat aus Porg in verschiedenen Bodentypen, das Aneignungsvermögen von Phosphat aus Porg von verschiedenen Pflanzenarten bzw. -sorten, sowie das Zusammenspiel von Mobilisierung im Boden und Aneignung der Pflanze bzgl. Porg untersucht. Wie verschiedene Faktoren die Mobilisierung von Porg im Boden beeinflussen, wurde anhand von zwei Bodeninkubationsversuchen, die unter kontrollierten Bedingungen abliefen, untersucht. Es stellte sich heraus, dass der Bodentyp auf die Umsetzung von Porg zu Phosphat signifikanten Einfluss hat. Auch der pH-Wert beeinflusst die Mobilisierung signifikant. Bei unterschiedlichen Temperaturen (15°C und 25°C) konnten keine Unterschiede festgestellt werden. Der zweite Aspekt der Arbeit war die Fähigkeit zu untersuchen, wie gut sich Pflanzen Phosphat aus Porg aneignen können. In vorangegangenen Arbeiten wurden schon einige Kulturpflanzenarten, wie z. B. Mais oder Zuckerrübe dazu untersucht. In dieser Arbeit wurde die Kartoffel (Solanum tuberosum cvs. Belana und Marabel) dem Raps gegenübergestellt (Brassica napus cv. Carousel), von dem bekannt ist, dass er Porg nutzen kann. Es stellte sich im Versuch auf biologisch kaum aktivem Unterboden heraus, dass die Kartoffel (Solanum tuberosum cv. Belana) nur 11% des Phosphats aus Porg in Form von Na-Phytat nutzen konnte. Deswegen wurden weitere Untersuchungen bzgl. der Phosphataseaktivität (eine Möglichkeit der Pflanzen Phosphat zu mobilisieren) an den drei Versuchspflanzen vorgenommen, um mögliche Gründe der Unterschiede zwischen Pflanzenarten oder sogar -sorten zu finden. Beim Vergleich der Enzymkinetik konnte festgestellt werden, dass sich die Pflanzearten signifikant unterscheiden. Die Unterschiede zwischen den Kartoffelsorten waren nicht signifikant, jedoch eine gewisse Tendenz erkennbar, dass auch hier Unterschiede, evtl. auf molekulargenetischer Ebene, vorliegen. Sowohl im in vivo als auch im in vitro-Versuch wurde festgestellt, dass die Saure Phosphatase nicht einer Michaelis-Menten-Kinetik folgt, sondern einer negativen Kooperativität unterliegt. Zum Schluss wurden beide Faktoren (Pflanze und Boden) zusammen untersucht, ob die genetischen Unterschiede bzgl. der Phosphataneignung aus Borg sich nur bei eingeschränkt biologischer Aktivität des Bodens zeigen. Dazu wurde ein biologisch aktiver Oberboden verwendet und die drei Genotypen mit drei Düngungsvarianten darauf angezogen. Es konnten keine Unterschiede in der Porg-Aneignung festgestellt werden. Daraus lässt sich schließen, dass viele Einflussfaktoren in diesem komplexen System Pflanze/Boden noch nicht bekannt sind bzw. noch nicht untersucht wurden. Es scheint jedoch so, dass Pflanzen Systeme entwickelt haben, wie sie mit oder ohne Hilfe von Mikroorganismen, Phosphat aus Porg-Verbindungen mobilisieren können. Deshalb sollten Methoden entwickelt werden, um Porg standardmäßig in Böden zu untersuchen, um P-Düngemittel bei entsprechend fähigen Pflanzen einsparen und dadurch die P-Vorkommen besser schonen zu können.

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