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Interactive effects of soil water content and phytin supply on phosphorus nutrition of different crops species

Affiliation
University of Rostock, Faculty of Agriculture and Environmental Sciences, Agriculture by Tillage and Crop Husbandry, Germany
Brandt, Christine;
GND
1059140918
Affiliation
Julius Kühn-Institute (JKI), Institute for Resistance Research and Stress Tolerance, Germany
Balko, Christiane;
Affiliation
University of Rostock, Faculty of Agriculture and Environmental Sciences, Agriculture by Tillage and Crop Husbandry, Germany
Eichler-Löbermann, Bettina

In einem achtwöchigen Gefäßversuch wurden die wechselseitigen Effekte von organischer P-Zufuhr und Trockenstress auf die P-Versorgung vier verschiedener Fruchtarten untersucht. Dabei wurde Phytin als organische P-Quelle (0.40 g P pro Gefäß) genutzt. Zur Kontrolle wurde eine Variante ohne P-Zufuhr angelegt. Zwei Wasserstufen wurden entsprechend 60 % (optimale Versorgung) und 30 % (Trockenstressvariante) der maximalen Wasserhaltekapazität des Bodens eingestellt. Die P-Aufnahme, der Biomasseertrag sowie der Prolin-Gehalt der Fruchtarten Sorghum (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense ), Amarant (Amaranthus cruentus), Raps (Brassica napus) and Roggen (Secale cereale) wurden untersucht. Im Boden wurden der pH Wert, ausgewählte P-Fraktionen, sowie der Grad der P-Sättigung ermittelt. Zudem wurde die Aktivität der sauren und alkalischen Phosphatase bestimmt. Trockenstress reduzierte die P-Aufnahme von Sorghum und Roggen, während Amarant und Raps keinen Rück- gang in der P-Aufnahme zeigten. Die Zufuhr von organischem P erhöhte die P-Aufnahme sowie die Biomasse aller Fruchtarten in beiden Wasserstufen um etwa 30 %. Die Wirkung des Trockenstress im Vergleich zur optimalen Wasserversorgung wurde allerdings durch eine P-Zufuhr nicht abgeschwächt. Unter Trockenstress wurden stark erhöhte Prolin-Gehalte bei Raps und Roggen gemessen. Die Aktivität der sauren Phosphatasen im Boden stieg ebenfalls unter Trockenstress sowie durch die Zufuhr von organischem P an. Die P-Pools im Boden wurden durch die Bilanz von P-Zufuhr und P-Aufnahme der Pflanzen beeinflusst, offensichtlich jedoch nicht durch die unterschiedliche Wasserversorgung

An eight week pot experiment was conducted under semicontrolled conditions to investigate the interactive effects of organic P-nutrition and drought stress on P utilisation of four different crop species. Two P treatments were established: organic P supply with phytin (0.40 g P per pot) and a control without any additional P supply. The two water treatments were irrigated according to 60 % (well watered) and 30 % (drought stress) water holding capacity of the soil. The P uptake, shoot biomass and proline content of sorghum (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense), amaranth (Amaranthus cruentus), oilseed rape (Brassica napus) and rye (Secale cereale) were studied. Furthermore, in the soil we measured the pH value, soil P pools (soluble in water, double-lactate and oxalate) as well as the P sorption capacity, degree of P saturation and the activities of acid and alkaline phosphatases. Drought stress reduced the P uptake of sorghum and rye, while P uptake of amaranth and oilseed rape was not affected by water supply. The application of organic P increased the plant P uptake and biomass production in both water treatments about 30 % but did not mitigate the effects of water stress. Drought resulted in higher proline contents in plant tissue; significantly elevated values were measured in oilseed rape and rye. The activity of acid phosphatase in soil was increased in the treatments with drought stress as well as after organic P supply. Soil P pools were affected by the balance of P supply and plant P uptake, but obviously not by the water treatments. The results suggest crop specific reactions on water shortage and P deficiency, which should be taken into consideration for P fertilization recommendations.

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