InnoSoilPhos - Innovative Lösungen für ein nachhaltiges Management von Phosphor im Boden; Teilprojekt B

Abstract

Phosphor (P) ist eines der wichtigsten Elemente für alles Leben auf der Erde. Auf zellulärer Ebene ist es ein essentieller Baustein für das Erbmaterial (DNA/RNA), Zellstrukturen (Zellmembranen) sowie ein zentraler Bestandteil des Energiestoffwechsels (ADP/ATP). Daher ist eine genügende Menge an verfügbarem P im Boden essentiell für eine stabile Entwicklung von Pflanzen. Im Gegensatz zu Ammonium, Harnstoff oder Nitrat, die entweder durch mikrobielle oder chemische Prozesse aus dem Luftstickstoff generiert werden, ist P eine endliche Ressource, da es nur aus P-haltigem Gestein gewonnen werden kann. Allerdings nehmen die weltweiten Vorräte von P-haltigem Gestein ab, was mittelfristig zu höheren Preisen für P führen wird und langfristig die gesamte landwirtschaftliche Produktionskette negativ beeinflussen könnte. Bodenmikroorganismen sind in der Lage anorganisch und organisch gebundenes P zu mobilisieren und auch als eine Art Zwischenspeicher bzw. Transporter für verfügbares P zu wirken. In der ersten Phase von InnoSoilPhos hat sich zudem gezeigt, dass die Nährstoffstöchiometrie ein wichtiger weiterer Faktor für den mikrobiellen P Umsatz ist. Dies konnte in der zweiten Phase erneut bestätigt werden. Die Begrenztheit der P-Ressourcen einerseits wie auch die negativen ökologischen Folgen der P-Überversorgung vieler Böden andererseits erfordern auch auf agronomischer Ebene intensive Untersuchungen. Wie hoch ist die Mindestversorgung von Böden unterschiedlicher Eigenschaften und Bewirtschaftung mit P angesichts der Tatsache, dass P im Boden stark sorbiert und daher räumlich für die Wurzel nur begrenzt zugänglich ist, Wurzeln – auch in der Kombination mit Bodenmikroorganismen - jedoch über verschiedene Strategien der P-Mobilisierung verfügen. Die Pflanzenverfügbarkeit für P wird üblicherweise durch eine Bodenuntersuchung bestimmt, beispielsweise durch die Löslichkeit in sauren Lactat bzw. Acetat/Lactat-Extrakten. Diese Bodenuntersuchung spiegelt die tatsächlich für verschiedene Pflanzenarten verfügbare P-Menge im Boden nur näherungsweise wider. Vornehmlich in den als "unzureichend mit P versorgt" bezeichneten Gehaltsklassen, charakterisiert durch geringe Acetat/Lactat-Extrahierbarkeit kommt es vor, dass durch eine P-Düngung nur geringe anstelle der zu erwartenden erhöhten Mehrerträge beobachtet werden. Die Ursachen hierfür sind weiterhin nicht vollständig geklärt. Faktoren, die hierfür eine Rolle spielen sind die P-Sensitivität der angebauten Kultur, allgemeine Wachstumsbedingungen, die beispielsweise durch die Jahreswitterung bedingt sind, und andere Bodenparameter, die direkt (wie z.B. der Boden-pH-Wert) oder eher indirekt (Bodenart, Humusgehalt, Bodenverdichtung, u.a.) die P-Verfügbarkeit beeinflussen. Die Bewertung der P-Verfügbarkeit am Endertrag allein ist zudem aufgrund der Umverlagerungsprozesse von P innerhalb von Pflanzen häufig wenig aussagekräftig.