P-Niche: Bodeneigenschaften und Landnutzungsintensität als Treiber für die Nischenkomplementarität zwischen Pflanzen und Mikroorganismen bei der Mobilisierung von Phosphor

01.03.2026 bis 28.02.2029

Die Konzentrationen gelöster P-Spezies in der Bodenlösung sind wegen der Rückhaltung durch die Bodenmatrix gering. Je nach den ursprünglichen Bodeneigenschaften und der Intensität der Landnutzung (LUI) sind Pflanzen und Mikroben gezwungen, alternative Strategien zur P-Mobilisierung zu nutzen bzw. um P-Ressourcen zu konkurrieren. Zu den Akquisitionsstrategien gehört die Auflösung von mineralisch-gebundenem P, während die Mineralisierung von organisch gebundenem P auf Recyclingstrategien hinweist. Unsere Ziele sind (i) zu verstehen, wie die Intensität der Landnutzung und ihre Extensivierung, die Bodeneigenschaften und die Pflanzen die Akquisition und das Recycling von P durch Mikroben bestimmen, (ii) die mikrobiellen Schlüsseltaxa und ihre funktionelle Redundanz zu identifizieren und (iii) zu eruieren, inwieweit sich das funktionelle Potenzial des Bodenmikrobioms in der tatsächlichen Funktionsweise der P-Mobilisierung im Grünland wiederspiegelt.
Unser Projekt basiert auf drei Arbeitspaketen, die Feldkampagnen in allen 150 Grünlandplots, die Probenahme im Extensivierungsexperiment „Land Use Experiment“ und Isotopenmarkierungsexperimente umfassen. Wir testen die folgenden Hypothesen:
H1: Es gibt einen Gradienten von Akquisitions- zu Recyclingstrategien von hoher zu niedriger LUI, der in Regionen mit niedrigen P-Vorräten stärker ausgeprägt ist.
H2: Die Extensivierung fördert Recycling-Strategien sowie Mikrobiota mit vielseitigen P-Mobilisierungsstrategien.
H3: Die Pflanzen verlassen sich mehr auf die Akquisition, während die Bodenmikroorganismen ihre Recycling-Strategien im Falle einer Landnutzungsextensivierung verstärken, und zwar insbesondere an Standorten mit niedrigen P-Vorräten.
H4: Während des Winters akkumuliert sich P in Mikroorganismen, allerdings bei niedrigem LUI in geringerem Maße. Im Frühjahr wird der akkumulierte mikrobielle P freigesetzt und die Aufnahme von P durch Pflanzen beginnt, was durch eine Zunahme von Bakterien mit vielseitigen Mineralisierungsfähigkeiten angezeigt wird. Die P-Mobilisierung aus organischen Quellen erreicht im Sommer ihren Höhepunkt, und dieses P-Recycling ist bei niedrigem LUI am stärksten ausgeprägt und wird durch die Mahd verstärkt.
Mit unserem Projekt leisten wir einen Beitrag zu den allgemeinen Zielen des Biodiversitätsexploratorien, um das Verständnis der Beziehungen zwischen Landnutzung, Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu vertiefen und herauszufinden, wie diese durch die zeitliche Dynamik und Landnutzungsänderungen beeinflusst werden. Darüber hinaus schließen wir eine wichtige Wissenslücke, da die Folgen von LUI und Biodiversität für den Phosphorkreislauf in den Biodiversitätsexploratorien im Besonderen und für kalkhaltige Böden im Allgemeinen bisher kaum untersucht wurden. In einer möglichen zweiten Phase des Projekts wollen wir unser Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels und des Verlusts der Artenvielfalt auf die identifizierten Pflanzen-Mikroben-Boden-Interaktionen vertiefen.