Stickstoffkreislauf in einem Weizenfeld: Transport von Stickstoff im Boden, in der Pflanze und in der Luft

Zusammenfassung Ein Verständnis des Stickstoffkreislaufs in den Boden-Pflanze-Atmosphäre-Komponenten von Weizen (Triticum aestivum L.) Produktionssystemen ist notwendig, um Ertrag und Qualität zu maximieren. Die Ziele dieser Studie waren die Untersuchung des Stickstoffkreislaufs sowie die Beobachtung der Auswirkungen von Stickstoffüberschuss und -mangel auf die Stickstoffaufnahme/-freisetzung im Boden und in der Atmosphäre und die Evaluierung der Translokation innerhalb der Pflanze. Boden-, Pflanzen- und Mikroklima-Messungen wurden gleichzeitig vorgenommen, und der Transport von Ammoniak (NH3) im Boden, in der Pflanze und in der Atmosphäre wurde bestimmt. Während der frühen vegetativen Phase erreichte die Stickstoffkonzentration in der Pflanze ein Maximum; jedoch nahm die Stickstoffkonzentration während der verbleibenden Wachstumsperioden ab, obwohl die Stickstoffaufnahme aus dem Boden bis zur Pflanzenreife fortgesetzt wurde. Mehr Gesamtnitrogen wurde von den Blättern als von den Stängeln in die Körner transloziert, und die Translokation von den Blättern begann früher als von den Stängeln. Isotopen- und Gesamtnitrogenstudien zeigten, dass nach der Blüte etwa die Hälfte des Stickstoffs im Korn aus Remobilisierung von Blättern und Stängeln stammte und die andere Hälfte direkt aus dem Boden. Ein zunehmend größerer Prozentsatz des Stickstoffs kam aus mineralisierter organischer Substanz, während die Saison voranschritt. Stickstoff ging nach der Düngemittelanwendung und während der Seneszenzphase als flüchtiges NH3 aus der Pflanze verloren. Vor der Blüte wurde die Absorption von atmosphärischem NH3 während einer Phase beobachtet, in der der Bodenstickstoff vorübergehend nicht verfügbar war. Etwa 21 % des angewandten Düngemittels gingen als volatilisiertes NH3 verloren. Während der Phase der Bodenunverfügbarkeit wurde eine Menge, die etwa 1 % des angewandten Düngemittels entsprach, durch die Absorption von atmosphärischem NH3 von der Pflanze gewonnen.