Studie klärt einen Mechanismus für den Phosphorkreislauf in subtropischen Wäldern auf

Phosphor (P) ist ein wichtiges Nährstoffelement bei der Photosynthese von Pflanzen. Allerdings führt die Adsorption von mineralischem P durch Auswaschung und Erosion zu einer Verringerung der P-Verfügbarkeit und damit zu einem P-Mangel.

In einer Studie veröffentlicht im Tagebuch Waldökosystemehat ein Forscherteam aus China einen Mechanismus für den Phosphorkreislauf 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 absorbiert wird. Dieser Phosphor wird dann in verschiedenen Formen der Organphosphorbestandteile den Wurzeln und Blättern zugeordnet, wobei dieses Verhältnis saisonalen Schwankungen unterliegt.

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

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

„Diese Verteilung wird durch die Phosphorresorption beeinflusst“, fügt Ge hinzu. „Phosphor in diesen Organen kehrt schließlich durch Abfall in den Boden zurück, wodurch der Rückgang der Phosphorverfügbarkeit im Boden aufgrund der Aktivität von Bodenphosphatasen abgemildert wird.“

Das Forschungsteam beobachtete außerdem, dass der Anteil an metabolischem P in den Blättern zunächst anstieg, dann aber mit dem Bestandsalter von Pinus massoniana während der Vegetationsperiode abnahm, was zu einem metabolischen P-Anteil von 34–68 % im Streu führte. Während der Nichtwachstumszeit war die primäre Veränderung der P-Komponenten der Feinwurzeln von Pinus massoniana eine Verschiebung von metabolischem P zu restlichem P.

„Im Vergleich zur Vegetationsperiode sanken die Anteile an Liganden-P im Boden während der Nichtwachstumsperiode um 7–22 % und die austauschbaren P-Anteile stiegen um 0–16 %“, sagt Ge. „Die Organ-P-Komponenten nahmen tendenziell mit zunehmendem Bestandsalter ab, hauptsächlich aufgrund der allmählichen Verringerung des im Boden bioverfügbaren P, ein Trend, der durch den Einstreueintrag abgemildert wurde.“

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

Die Hauptbedeutung der Ergebnisse des Teams liegt in ihrem Potenzial, eine theoretische Grundlage für die Bewirtschaftungspraktiken von Pinus massoniana-Plantagen zu bieten und die Produktivität über verschiedene Bestandsalter in subtropischen Plantagen hinweg zu steigern.