Dynamik der Stickstoffspezies im Boden und ihre Bedeutung für die Wurzelmorphologie - was haben wir von Drew gelernt?

Harnstoff ist nach Kalkammonsalpeter der bedeutendste Stickstoffdunger in Deutschland. Insbesondere in Kombination mit Nitrifikationsinhibitoren (NI) stellt Harnstoff eine Dungeform dar, die im Unterschied zu Ammoniumsulfat weniger zu einer Versauerung fuhrt und gleichzeitig aufgrund der potentiellen Bindung des Zwischenproduktes Ammonium eine geringere Auswaschungsgefahr birgt als Nitratdunger. Die N-Dungeform beeinflusst neben pH-Wert und Mobilitat auch die Morphologie/Physiologie des Wurzelsystems. Untersuchungen auf Gelplatten und in Nahrlosung mit konstantem Angebot jeweils einer N-Spezies zeigen meist eine Forderung der Anzahl Seitenwurzeln bei reiner Ammoniumernahrung und eine geringere Anzahl Seitenwurzeln bei Nitraternahrung; die Lange der vorhandenen Seitenwurzeln ist tendenziell erhoht. Unklar ist, inwiefern solche Ergebnisse auf das System Pflanze Boden ubertragbar sind. Im Boden stellt die organische Substanz stets eine zusatzliche N-Quelle dar. Aufgrund der mikrobiellen Aktivitat liegen meist beide Stickstoffspezies zeitgleich vor. Am Austauscher bzw. in den Zwischenschichten von Tonmineralen wird NH4+ gebunden, welches sich im Gleichgewicht mit der Bodenlosung befindet. Es wurden Saulenversuche (h = 25 cm, O = 7 cm) mit Ackerbohne und Gerste mit homogenisiertem Unterboden einer Parabraunerde und plazierter Dungung von Harnstoff ohne und mit NI durchgefuhrt. Eine ungedungte Kontrolle diente als Vergleich. Die Anderung der N-Spezies und des pH uber die Zeit in zwei Bodentiefen wurde uber Mikrosaugkerzen in situ erfasst. Die Anderung der Wurzelmorphologie uber die Zeit mit Rontgentomographie (bei Ackerbohne) bzw. uber destruktive Zwischenernten und WinRHIZO (bei Gerste) erfasst. Die Verwendung von Harnstoff mit NI fuhrte zu einer Ausgangssituation in der NH4+ in der mineralischen Stickstofffraktion dominiert, allerdings nur im Nmin-Extrakt mit 1M KCl (gelost + austauschbar gebunden) und nicht in der Bodenlosung. Diese Variante weist dann auch eine erhohte Anzahl von Seitenwurzeln im Bereich der Plazierung auf – tendenziell bei Ackerbohne, signifikant bei Gerste. Weitaus pragnanter zeigt sich ein hemmender Effekt hoher Nitratkonzentrationen auf die Seitenwurzelbildung bei Gerste. Die in artifiziellen Systemen (Gelplatten, Nahrlosungsversuche) gemachten Beobachtungen lassen sich prinzipiell auf das System Boden ubertragen. Allerdings liegen die speziellen Randbedingungen im Boden selten und meist nur wahrend kurzer Zeitraume vor.