Abscheidung von stickstoffhaltigen Verbindungen durch Wurzeln intakter Pflanzen

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Trotz einiger Erkenntnisfortschritte über Menge und Verteilung wurzelbürtiger N-Verbindungen im System Pflanze-Boden werden die Mechanismen der N-Freisetzung durch Wurzeln sowie der weitere Umsatz der freigesetzten N-Substanzen nur unzureichend verstanden. Insbesondere gilt dies für die Beziehungen zum C-Stoffwechsel und C-Angebot. Zum Verständnis der Auswirkungen erhöhter CO2-Konzentrationen, steigender Temperatur, Wasserstreß bzw. Trockenheit auf die Wurzel-Netto-N-Abgabe und die Entstehung sekundärer gasförmiger N-Emissionen aus den freigesetzten N-Verbindungen liegen bislang nur erste Ansatzpunkte vor. Entsprechende Kenntnisse sind vor dem Hintergrund des zu erwartenden Klimawandels (mehr CO2, erhöhte Temperatur), der veränderten Landnutzung (z.B. Extensivierung, Wiedervernässung, Renaturierung) und der Bodenstrukturschäden (Verdichtung, stauende Nässe) aber notwendig. Das beantragte Projekt nimmt sich dieser Problematik an. Es soll am Beispiel von Weizen (z.T. auch Gelblupine) vorwiegend unter Bodenbedingungen 1. unter Nutzung der 15NH3/14CO2-Simultanbegasung den Verbleib und dem Umsatz wurzelbürtiger N- und C-Verbindungen in Pflanze, Boden und Gasphase in Abhängigkeit von der Mikrobenbesiedlung vergleichend untersuchen, 2. mit Hilfe von Stoffwechseleffektoren den möglichen Mechanismus der N-Exsudation als Resultat des Phloemtransports zur Wurzel abklären, 3. mittels 15N/14C-Doppelmarkierung und Enzymaktivitätsuntersuchungen die möglichen Ursachen einer N-Umverteilung bei erhöhter CO2-Konzentration und Temperatur sowie H2O- und Trockenstreß auffinden sowie 4. die Wege und Ursachen der aus den (primär) wurzelbürtigen N-Verbindungen gebildeten gasförmigen N-Emissionen unter besonderer Berücksichtigung leicht verfügbarer C-Verbindungen (Exsudate) untersuchen.