Plant rhizodeposition - an important source for carbon turnover in soils

2002

S. 397-407

zahlr. Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200093185

Die organische Bodensubstanz (OBS) nimmt eine Schlüsselrolle bei den ökologischen Bodenfunktionen ein und stellt global betrachtet eine wichtige CO2-Senke dar. Neben den auf dem Feld verbleibenden Ernte- und Wurzelrückständen werden C- und N-Verbindungen auch während des Pflanzenwachstums in den Boden abgegeben und unterliegen dort vielfältigen Umsetzungsprozessen. Der Kenntnisstand über die Menge, Zusammensetzung und den Umsatz dieser wurzelbürtigen Verbindungen im Boden ist noch sehr begrenzt. Daher beschäftigt sich die vorliegende Publikation mit der Rhizodeposition als wichtiger Quelle des C-Umsatzes in Böden, insbesondere mit den mobilen Wurzelabscheidungen. Bisher konnte anhand verschiedener Pflanzenarten gezeigt werden, dass bis zu 20 % des photosynthetisch fixierten C während der Vegetation durch die Wurzeln freigesetzt werden. Es handelt sich dabei um ökologisch relevante C-Mengen. In Abhängigkeit von der Stärke des Assimilatsinks während der Ontogenese variiert die C-Freisetzung mit dem Pflanzenalter. Ein hoher Anteil dieser wurzelbürtigen Verbindungen (64-86 %) wurde schnell durch Mikroorganismen veratmet. 2-5 % der Netto-C-Fixierung bleiben im Boden zurück. Dieser Bodenrückstand war bei Wurzelabscheidungen von Mais hauptsächlich wasserlöslich (79 %), und in dieser Fraktion wurden 64 % Kohlenhydrate, 22 % Aminosäuren/Amide und 14 % organische Säuren identifiziert. Pflanzenarten und teilweise auch -sorten variierten stark in der Zusammensetzung ihrer Wurzelexsudate. Unter insterilen Bedingungen wurden die exudierten Verbindungen schnell in nichtwasserlöslicher Form stabilisiert und vor allem an die Tonfraktion des Bodens gebunden. Die Bindung an Bodenpartikel verbesserte die Bodenstruktur durch erhöhte Agregatstabilität. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten sich auf die Quantifizierung und Charakterisierung wurzelbürtiger C-Verbindungen während der gesamten pflanzlichen Ontogenese konzentrieren. Abgesehen von Gefäßversuchen mit 14CO2-Applikation ist es erforderlich, Feldmodellversuche mit 13CO2-Applikation durchzuführen, um zwischen der CO2-Emission aus dem Boden-C-Pool und derjenigen aus der Rhizosphärenatmung (Ursprung sind Pflanzenassimilate) unterscheiden zu können. Eine solche Trennung ist zur Beurteilung, ob Böden eine Quelle oder Senke für CO2 darstellen, zwingend erforderlich. Von besonderem Interesse ist auch der Einbau des wurzelbürtigen C (14C, 13C) in OBS-Fraktionen unterschiedlicher Stabilität.