Ökophysiologische Strategien und funktionelle Merkmale als Indikatoren für das Verhalten von Pflanzen unter verschiedener Ressourcenlimitierung in Grünland

• Antragstellerin: Dr. Laura Rose
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442218100

Grasland in Europa ist aufgrund von Klimaänderungen, Stickstoffdeposition und Landnutzungsänderungen Veränderungen in der Stärke und Häufigkeit von Trockenperioden und Veränderungen der Stickstoffverfügbarkeit ausgesetzt. Aktuelle Studien zeigen, dass funktionelle Merkmale, die es Pflanzen erlauben unter Trockenstress und Stickstofflimitierung zu wachsen zum Teil ähnlich, aber teileweise auch gegensätzlich sind. Zum Bespiel ermöglicht ein hohes Wurzel-Spross Verhältnis eine hohe Trockenheitsresistenz und eine effiziente Nährstoffaufnahme bei Mangel. Eine hohe Wasserausnutzungseffizienz der Photosynthese dagegen ist unter Trockenstress förderlich, während eine verringerte Wasserausnutzungseffizient und hohe Transpirationsraten die Nährstoffaufnahme bei Mangel fördern. Zusätzlich interagieren die Stickstoffverfügbarkeit und Trockenstress in ihrem Einfluss auf Pflanzen dadurch, dass die Stickstoffaufnahme an die Aufnahme von Wasser gekoppelt ist. Allerdings ist wenig über die optimale Anpassung von Pflanzen an Ko-Limitierung bekannt, insbesondere unter Berücksichtigung von interspezifischer Konkurrenz. Dementsprechend ist es von großem Interesse i) Merkmalskombinationen zu identifizieren, welche Pflanzen erlauben die Ressourcenausnutzung (Aufnahme und Speicherung) unter Trockenheit und gleichzeitigem Stickstoffmangel zu optimieren, ii) die zugrunde liegenden physiologischen Mechanismen zu verstehen, und iii) das Potential für komplementäre Ressourcennutzung unter interspezifischer Konkurrenz zu untersuchen. Dieses Wissen ist dringend nötig um Vorhersagen über die Zukunft von Europäischen Graslandökosystemen zu machen. Um diese Ziele zu erreichen sind in dem vorgeschlagenen Projekt drei zusammenhängende Experimente geplant, von welchen zwei an der „Theoretical and Experimental Ecology Station“ (SETE), CNRS, Moulis, Frankreich durchgeführt werden sollen. Diese Experimente werden in Kollaboration mit Dr. Grégoire Freschet in Gewächshäusern unter möglichst natürlichen Bedingungen durchgeführt. Sie beinhalten eine voll-faktorielle Kombination von Trockenheit und Stickstoffdüngung. Das dritte Experiment ist eine Satellitstudie, welche in Kollaboration mit Dr. Alexandru Milcu am Ecotron, Montpellier, Frankreich, durchgeführt werden soll. Unter präzise kontrollierten Umweltbedingungen soll untersucht werden, welche Faktoren die Transpiration von Pflanzen beeinflussen und wie diese mit der Stickstoffaufnahme zusammen hängt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeber: Dr. Grégoire Freschet