Mykorrhizierung erhöht Stickstoffixierung und vermindert den Mangangehalt der Pflanze

Signatur: 03.02.011
Ursprüngliche Signatur: Hh-24.13
Bildnachweis: Volker Römheld

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Nichtmykorrhizierte (-M) und mykorrhizierte (+M) Sojabohnenpflanzen wurden bei niedriger (10 ppm P) und ausreichender (50 ppm P) Phosphorversorgung des Bodens (Löß) kultiviert. Bei niedriger Phosphorversorgung sind die nichtmykorrhizierten Pflanzen im Wuchs zurückgeblieben und es treten Symptome von Stickstoffmangel (Chlorosen an den älteren Blättern) auf (Gefäß ganz links). Mykorrhizierung ließ diese Symptome verschwinden (2. Gefäß von links). Bei ausreichender Phosphorversorgung (50 ppm P) waren nichtmykorrhizierte und mykorrhizierte Pflanzen gleich gut entwickelt (3. und 4. Gefäß von links). Die älteren Blätter der nichtmykorrhizierten Pflanzen bei niedriger Phosphorversorgung (1. Gefäß von links) wiesen mit 318 µg/g TM einen deutlich höheren Mangangehalt auf als die älteren Blätter der Pflanzen der übrigen Gefäße (190 bis 210 µg/g TM).

Erläuterung

Bei der nicht mykorrhizierten Pflanze ist bei niedriger Phosphorversorgung des Bodens die Wurzelknöllchenbildung und damit die Stickstoffixierung (Bindung von Luft-Stickstoff durch Knöllchenbakterien) stark beeinträchtigt, so dass die Pflanze unter Stickstoffmangel leidet (1. Gefäß von links). Durch Mykorrhizierung, die eine Verbesserung der Phosphorversorgung der Pflanze bedeutet, wird die Knöllchenbildung und damit die Stickstoffversorgung der Pflanze verbessert, so dass die Pflanze frei von Stickstoffmangel ist (2. Gefäß von links). Bei ausreichender Phosphorversorgung tritt kein Stickstoffmangel auf, weil aufgrund der starken Knöllchenentwicklung die Pflanze ausreichend mit Stickstoff versorgt wird. Der hohe Mangangehalt der nichtmykorrhizierten Pflanzen bei niedriger Phosphorversorgung (Gefäß ganz links) kommt durch erhöhte Wurzelexsudation zustande, die bei Nichtmykorrhizierung stets auftritt. Erhöhte Wurzelexsudation bedeutet aber erhöhte Abgabe von leicht oxidierbarem Kohlenstoff, Erhöhung der Mikroorganismendichte und damit Sauerstoffmangel in der Rhizosphäre. Die Folge ist eine verstärkte Reduktion von höherwertigen Manganoxiden und damit Bildung von verfügbaren Mangan-II-Ionen.