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

Brandt, Christine; Balko, Christiane GND; 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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Brandt, Christine / Balko, Christiane / Eichler-Löbermann, Bettina: Interactive effects of soil water content and phytin supply on phosphorus nutrition of different crops species. 2011.

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