Funktionen der Ektomykorrhizen von Buche und Fichte bei der Resistenz während Trockenheit und in der Erholung nach Wiederbewässerung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Thorsten Grams; Privatdozentin Dr. Karin Pritsch
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394182657

Ergebnisse der ersten Förderperiode zeigten zunehmende Änderungen in Struktur und Funktion von Ektomykorrhizen(ECM)gemeinschaften von Buche und Fichte im Laufe von 3 Sommertrockenperioden auf der Versuchsfläche des Kranzberger Forsts (TEE Kranzberg). Bei beiden Baumarten führte wiederholte Trockenheit zu einem zunehmenden Rückgang vitaler Feinwurzelspitzen. Nach dem 3. Trockenjahr zeigten Fichten-ECM stärkere Änderungen der Diversität als Buchen-ECM. Positive Mischungseffekte ergaben sich durch mehr vitale Feinwurzelspitzen und eine geringere Abnahme der Diversität unter starker Bodentrockenheit. Bei beiden Baumarten stieg der Anteil von ECM mit Rhizomorphen; das enzymatische Potential für die Erschließung externer C-Quellen war nicht erhöht, was aktuelle Konzepte stützt, die eine Kohlenstofflimitierung bei Bäumen unter Trockenstress für unwahrscheinlich halten. Effekte der Trockenheit auf Diversität und Funktionen waren kontextabhängig von Mischungssituation, Baumart und Bodentiefe.Aufgrund unserer Ergebnisse aus der ersten Förderperiode (Teil C Pritsch, B Matyssek) ist ein Hauptziel die engere Verknüpfung oberirdischer und unterirdischer Prozesse während Trockenheit und nach Wiederbewässerung. Unterschiedliche Reaktionen von Buchen und Fichten unter Trockenheit legen nahe, dass der für Wurzelwachstum bei Wiederbewässerung nötige Kohlenstoff aus verschiedenen Quellen bedient wird. Ferner nehmen wir an, dass Mykorrhizagemeinschaften von trockenen gegenüber feuchten Standorten besser an Trockenheit adaptiert sind und daher einen stärker positiven Einfluss auf den Erhalt vitaler Feinwurzeln haben. Die einmalige Infrastruktur des TEE Kranzberg wird weiter genutzt, sowie kontrollierte Experimente für Detailstudien mit Böden unterschiedlich trockener Standorte durchgeführt. Untersuchungen zu Reaktionen von Ektomykorrhizen während Trockenheit und nach Wiederbewässerung werden verknüpft mit physiologischen Stressantworten und Stoffflüssen (C, H2O, N) zwischen Bäumen unter Trockenheit und während der Wiederbewässerung in Abhängigkeit von der Anpassung verschiedener Böden an langjährige örtliche Niederschlagsbedingungen und unter Einbeziehung der Mischungseffekte. Dazu untersuchen wir strukturelle, physiologische, biochemische Pflanzenparameter und bestimmen Stoffflüsse durch Markierungsexperimente (13C, 15N, D2O). Unterschungen der Struktur von ECM-Gemeinschaften werden verknüpft mit funktionellen Parametern. Ein Aspekt werden Parameter sein, die in Bezug zu Kohlenstoffaustausch zwischen Pflanzenwurzel und ECM-Pilzen stehen (Invertase/Amylase Aktivität, Zusammensetzung nicht-struktureller Kohlenwasserstoffverbindungen (NSC)).Das Projekt wird einen Beitrag zu folgenden Aspekten leisten 1) Einfluss von angepassten ECM-Gemeinschaften auf die Trockenstressreaktionen von Bäumen, 2) Einfluss von Mischung auf Trockenreaktionen von Bäumen und deren ECM-gemeinschaften, 3) Unterschiede in der Erholungsphase von Buche und Fichte nach Wiederbewässerung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Rainer Matyssek