Studie klärt einen Mechanismus des Phosphorkreislaufs in subtropischen Wäldern auf

Phosphor (P) ist ein wichtiger Nährstoff bei der Photosynthese von Pflanzen. Allerdings führt die Adsorption von mineralischem P durch Auswaschung und Erosion zu einer verminderten P-Verfügbarkeit und folglich zu einem P-Mangel.

In einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie WaldökosystemeEin Team chinesischer Forscher hat einen Mechanismus des Phosphorkreislaufs in subtropischen Wäldern aufgeklärt. Sie fanden heraus, dass mit zunehmendem Bestandsalter bioverfügbarer Phosphor in Pinus massoniana-Plantagen unter dem Einfluss von Bodenphosphatasen von den Wurzeln aufgenommen wird. Dieser Phosphor wird dann in verschiedenen Formen organischer Phosphorbestandteile den Wurzeln und Blättern zugeführt, wobei dieses Verhältnis saisonalen Schwankungen unterliegt.

„Der Phosphorkreislauf in ober- und unterirdischen Umgebungen subtropischer Wälder variiert je nach Bestand, Alter und Jahreszeit“, sagt korrespondierender Autor Xiaogai Ge vom Institut für Forsttechnik der Chinesischen Akademie für Forstwirtschaft. „Mit zunehmendem Bestandsalter absorbiert Pinus massoniana systematisch bioverfügbaren Phosphor aus dem Boden, was zu einer verringerten Phosphorverfügbarkeit im Boden in Pinus massoniana-Plantagen führt.“

Absorbierter Phosphor wird dann in vier verschiedenen Formen an verschiedene Organe verteilt: metabolischer Phosphor, Nukleinsäurephosphor, Lipidphosphor und Restphosphor.

„Diese Verteilung wird durch die Resorption von Phosphor beeinflusst“, fügt Ge hinzu. „Phosphor in diesen Organen kehrt schließlich durch fallende Abfälle in den Boden zurück, wodurch der Rückgang der Phosphorverfügbarkeit im Boden aufgrund der Bodenphosphataseaktivität abgemildert wird.“

Das Forschungsteam beobachtete außerdem, dass der Anteil an metabolischem P in den Blättern zunächst zunahm, dann aber mit dem Alter des Pinus massoniana-Bestands im Laufe der Vegetationsperiode abnahm, was zu einem Anteil an metabolischem P in der Streu von 34 auf 68 % führte. Während der Nichtwachstumszeit war die Hauptveränderung der P-Komponenten der Feinwurzeln von Pinus massoniana eine Verlagerung von metabolischem zu restlichem P.

„Im Vergleich zur Vegetationsperiode verringerten sich die Anteile an Liganden-P im Boden um 7–22 % und die Anteile an austauschbarem P stiegen während der Nicht-Wachstumsperiode um 0–16 % an“, sagt Ge. „P in den Organkomponenten nahm tendenziell mit zunehmendem Bestandsalter ab, vor allem aufgrund der fortschreitenden Verringerung des bioverfügbaren P im Boden, ein Trend, der durch die Zugabe von Einstreu abgemildert wurde.“

Die Produktion von gelöstem P durch Bodenphosphatasen würde die durch die Resorption von Blatt-P verursachte Verringerung des bioverfügbaren P im Boden etwas begrenzen. Schwankungen der P-Komponenten der Blattorgane zwischen Wachstums- und Nichtwachstumsperioden werden auf die P-Allokation durch Pinus massoniana zurückgeführt.

Die Hauptbedeutung der Ergebnisse des Teams liegt in ihrem Potenzial, eine theoretische Grundlage für Managementpraktiken in Pinus massoniana-Plantagen bereitzustellen und dadurch die Produktivität über verschiedene Bestandsalter in subtropischen Plantagen hinweg zu verbessern.