Bedeutung der funktionalen Interaktion zwischen Wurzelwachstum und arbuskulären Mykorrhizapilzen bei der Akquisition heterogen verteilter Nährstoffe in der initialen Phase der Bodenentwicklung.

• Antragstellerin: Dr. Katja Boldt-Burisch
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263324268

Die anfängliche Besiedlung von Böden initialer Ökosysteme ist dominiert von Pionierpflanzen, die sowohl den Aufbau ihrer Versorgungsinfrastruktur über die Entwicklung von Wurzelsystemen, als auch den Abbau der im Ausgangsubstrat anorganisch gebundenen Nährelemente bewerkstelligen müssen. Dem Aufbau vorgenannter Strukturen zur Speicherung und Rückholbarkeit von Nährstoffressourcen kommt zugleich eine Schlüsselfunktion in der initialen Phase der Bodenentwicklung zu, da die Etablierung eines effizienten Nährstoffhaushaltes u.a. die Grundlage für die Entwicklung von Mykorrhizen und Bodenbakterien schafft, wodurch wiederum die Versorgungsinfrastruktur der Pflanzen erweitert wird.Nährstoffe können, insbesondere in intialen Böden, kleinräumig sehr heterogen verteilt sein. Die Fähigkeit verschiedener Wurzelsysteme, sich an diese Bedingungen anzupassen und diese lokal erhöhten Nährstoffressourcen zu erschließen (precision root foraging), kann dabei sehr stark variieren. In diesem Zusammenhang ist die Verteilung von Bodenressourcen und die Bedeutung der funktionellen Interaktion zwischen Wurzelwachstum und arbuskulären Mykorrhizapilzen (AM) für die Nährstoffaufnahme weitgehend ungeklärt.Ziel des Projektes ist es daher, relevante Zusammenhänge zwischen heterogen verteilten Bodenressourcen und der Verteilung von Sporen und Hyphen bzw. der Aktivität von AM-Pilzen in Bezug auf das precision root foraging-Verhalten der Pflanzen zu untersuchen. Im Einzelnen soll durch die geplanten Freilanduntersuchungen geklärt werden, wie groß die initiale Vielfalt pilzlicher Sporen ist, welchen Einfluss das Bestandsalter verschiedener Pflanzenarten auf die räumliche Verteilung von AM-Pilzen im Boden hat, wie groß der jahreszeitliche Einfluss auf diese Parameter ist und ob die Akquisition heterogen verteilter Nährstoffe im Zusammenhang mit einem in diesen Bereichen erhöhten AM-Infektionspotential steht. Anhand von Rhizotron-Versuchen werden vor allem gezielt Interaktionen zwischen lokal unterschiedlichen Nährstoffen und deren Auswirkungen auf die Interaktion von AM-Pilzen und Wurzeln bei der Nährstoffaufnahme untersucht. Diese Experimente sollen auch Aufschluss darüber geben, ob eine heterogene Verteilung von Nährstoffen auch ohne Anwesenheit von AM-Pilzen eine precision root foraging Reaktion hervorruft, und welche Auswirkung die unterschiedliche räumliche Verteilung von Sporen und Hyphen von AM-Pilzen im Boden auf die pflanzliche Nährstoffaufnahme hat.Durch die Beantwortung dieser Fragen soll ein Beitrag zum Verständnis der in der frühen Bodenentwicklung dominierenden, primären Nährstoffakquisition und zum grundsätzlichen Verständnis des Stoffkreislaufes in Ökosystemen geleistet werden, wobei die Erkenntnisse auch wichtige Informationen zur Verbesserung biologisch basierter Ansätze der Bodenmelioration liefern werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen