Modell zur Trennung der Wurzelatmung und der mikrobiellen Veratmung der Wurzelexsudate in Rhizosphäre : 11. [Elfte] Tagung und Internationale Biometrische Gesellschaft Deutsche Region Arbeitsgruppe Ökologie

1999

S. 218-226

28 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200082997

Von Pflanzen assimilierter Kohlenstoff wird unter anderem durch Veratmung in der Rhizosphäre teilweise wieder freigesetzt. Die zwei wichtigsten CO2-Quellen aus der Rhizosphäre sind die Wurzelatmung und die mikrobielle Veratmung der Wurzelexsudate. Eine korrekte experimentelle Trennung dieser beiden CO2-Quellen und ihre separate Bestimmung ist äußerst schwierig. Um diesem Ziel gerecht zu werden, wurde ein Modell zur Beschreibung des 14C-Kreislaufes nach einer oberirdischen 14C-Pulsmarkierung der Pflanzen im System Atmosphäre - Pflanze - Boden - Mikroorganismen - Atmosphäre vorgeschlagen. Aus dem Modell folgt, daß nach einer Assimilation der CO2-Efflux aus dem Boden bedingt durch die Wurzelatmung früher als der CO2-Efflux bedingt durch die mikrobielle Veratmung der Wurzelexsudate erfolgt. Diese Verzögerung hängt damit zusammen, daß die Wurzelatmung ein Prozeß der direkten Oxidation in der Wurzel und der CO2-Ausscheidung aus der Wurzeloberfläche ist. Bei der mikrobiellen Veratmung der Exsudate müssen die organischen Substanzen zuerst von der Wurzel ausgeschiden, danach durch die Mikroorganismen aufgenommen und erst dann durch die mikrobielle Atmung bis zu 14C2 oxidiert werden. Die Anpassung der Parameter dieses Modells, die für die Wurzelatmung und -exsudation verantwortlich sind, an die experimentelle 14C2-Effluxkurve aus dem Boden und anschließende Simulation mit angepaßten Parametern ermöglichte eine Trennung der Wurzelatmung und der mikrobiellen Veratmung der Exsudate. Der nach dieser Methode berechnete Anteil der Wurzelatmung an der Gesamtrhizorespiration schwankt zwischen 32% und 61% (durchschnittlich 41%). Somit beträgt die Wurzelatmung 1,5% bis 6,5% und die mikrobielle Veratmung von Exsudaten und abgestorbenen Wurzelresten 2% bis 8% der assimilierten C-Menge, Beide Prozesse verringern sich im Laufe der Pflanzenentwicklung, wobei aber nur die Abnahme der Wurzelatmung signifikant war. Die hier errechnete Menge an Wurzelexsudaten beträgt 1,5g C m-¬ am Anfang der Pflanzenentwicklung bis 33g C m-¬ am Ende der Pflanzenentwicklung von Lolium perenne.