Soil science: Carbon turnover in the rhizosphere

• Applicant: Professor Dr. Yakov Kuzyakov
• Subject Area: Soil Sciences
• Term: from 2002 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5391624

In einer Reihe von Labor und Freilandexperimenten sollen die Nachlieferung der Rhizodeposite und die dadurch induzierten Priming-Effekte untersucht werden. Ein wesentlicher Teil der Arbeit wird der Quantifizierung und Spezifizierung der Rhizodeposition in natürlichen und landwirtschaftlichen Ökosystemen gewidmet. Die Abhängigkeit von Umfang und Richtung der Priming-Effekte in der Rhizosphäre von der Intensität der Photosynthese soll mit Hilfe von 14C- und 13C-Isotopentechniken überprüft werden. Einige methodische Arbeiten werden auf die Aufteilung der CO2-Flüsse aus dem bepflanzten Boden unter Labor- und Freilandbedingungen gerichtet, da bis jetzt keine sichere Methode vorhanden ist, die die Rhizosphärenatmung in die eigentliche Wurzelatmung, die mikrobielle Veratmung der Exsudate und die mikrobielle Veratmung der organischen Bodensubstanz (OBS) ermöglicht. Die meisten Experimente werden mit 14C-markierten Pflanzen oder künstlichen Rhizodepositen durchgeführt. In mehreren Experimenten wird die künstliche 14C-Markierung mit der Methode der natürlichen 13C-Abundanz oder der 15N-Markierung gekoppelt. Aus diesem Vorhaben werden folgende Ergebnisse erwartet: Zunächst ist von einem besseren Verständnis der C-Umsatzprozesse in der Rhizosphäre, deren Mechanismen und Quantifizierung, auszugehen. Die Wurzelexsudate werden im nicht-sterilen Boden spezifiziert. Der füher festgestellte direkte Effekt der Intensität der Pflanzenphotosynthese auf den Stoffumsatz in der Rhizosphäre wird ausführlich untersucht - nämlich inwieweit Dauer und Intensität der Photosynthese den mikrobiellen OBS-Abbau beschleunigen und somit die Nährstoffe mobilisieren. Zwei prinzipiell neue Methoden zur Trennung der CO2-Flüsse aus dem Boden in die Wurzelatmung und rhizomikrobielle Atmung für Labor- und Feldexperimente werden erarbeitet und optimiert. Anhand der delta-13C-Werte der mikrobiellen Biomasse aus einem mit Mais bepflanzten C3-Boden wird der Beitrag von OBS und Rhizodeposite zur Ernährung der Mikroorganismen in der Rhizhosphäre quantifiziert.

• DFG Programme: Research Grants