Regulation der Phosphor Aufnahme, Verteilung, Speicherung und Mobilisierung über interne Signale und Umweltfaktoren in Buchen und Pappeln

• Antragstellerin: Professorin Dr. Cornelia Herschbach
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 240767744

Phosphor ist ein essentielles Makronährelement für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen aufgrund seiner vielfältigen Bedeutung: in der DNA und RNA in der Vererbung, in Phospholipiden als Membrankomponenten und als Zuckerphosphate im Kohlenstoffhaushalt einschließlich regulatorischer Eigenschaften und als Signal. Aufgrund der geringen Phosphorverfügbarkeit in vielen Waldböden ist eine effiziente Aufnahme und Verwendung sowie ein effizientes zirkulieren von Phosphor in Pflanzen und Ökosystemen notwendig. Diese Prozesse müssen an einen unterschiedlichen Bedarf im jahreszeitlichen Verlauf und unter sich ändernden Umweltbedingungen, wie z.B. an einen erhöhten Stickstoffeintrag in temperate Ökosysteme, angepasst werden. Mit dem vorliegenden Projekt sollen (i) der Einfluss von Stickstoffeinträgen auf das Zirkulieren von P in Bäumen, (ii) die Prozesse und treibenden Kräfte, die das Zirkulieren von P in Bäumen kontrollieren mit besonderem Hinblick auf Stickstoffeinträge und (iii) die Faktoren, die die Kontrolle der P-Aufnahme unter variierenden N-Einträgen bestimmen, analysiert werden. Stickstoffeinträge in temperate Waldökosysteme beeinflussen den Stickstoffkreislauf in Bäumen und zudem das N:P Verhältnis erheblich. In dem vorliegenden Projekt soll der Effekt von Stickstoffeinträgen auf den P-Kreislauf in der Pappel und der Buche unter kontrollierten Bedingungen und an den zwei extremen Standorten des SPP untersucht werden; Lüss mit niedrigem Boden P und daher mit der Annahme ein recycelndes Ökosystem zu sein, sowie Bad Brückenau als Beispiel für ein P aufnehmendes Ökosystem. Jungbuchen aus dem Conventwald, welche P akquirieren (Freilandversuche aus der ersten Phase des SPP), sollen unter kontrollierten Bedingungen mit Stickstoff gedüngt werden, um P-Mangel zu induzieren. Als Modelbaum sollen mit der Pappel molekularbiologische Analysen durchgeführt werden, um Faktoren zu identifizieren, die den P-Kreislauf im Jahresverlauf und nach Induktion von P-Mangel über Stickstoffdüngung kontrollieren. Zudem soll die Pappel eingesetzt werden, um systemische Signale, die die P Akquirierung kontrollieren, zu erarbeiten. In allen Experimenten soll die P-Aufnahme von Pi und Porg (ATP and Glucose-6-P) sowie gesamt P als auch Pi bestimmt werden. Zwei Jahre, nachdem mit der Düngung der SPP Freilandflächen mit N, P und NxP gestartet wurde, sollen zum Vergleich ausgewachsene Buchen von den Flächen Lüss und Bad Brückenau hinsichtlich der P Akquirierung und des Zirkulierens von P im jahreszeitlichen Verlauf analysiert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1685: Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen