Boden

Boden-Pflanze Wechselwirkung


Boden-Pflanze-Interaktion beschreibt biologische, physikalische und chemische Prozesse, die an der Grenzfläche zwischen Boden und Wurzeln, dem unterirdischen Teil der Pflanzen, ablaufen.

Die Größe der Grenzfläche ist dynamisch und hängt von Wurzelwachstum- und abbau ab. Die räumliche Verteilung von Wurzeln in einem Bodenprofil wird durch die Bodenstruktur und die Heterogenität der Ressourcenverfügbarkeit beeinflusst. Durch ihre Aktivität verändern Wurzeln jedoch auch ihre Umgebung, d. h. die Bodenstruktur, die Bodenchemie, die Verteilung von Wasser, Nährstoffen und Spurenelementen. Wurzeln sind eine wichtige Quelle für organische Substanzen und ziehen daher Mikroorganismen in ihrer unmittelbaren Umgebung an und ernähren sie. Zahlreiche positive und negative Rückkopplungsprozesse machen die Boden-Wurzel-Grenze in Bezug auf die chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften sehr dynamisch.


Aus Sicht der Pflanze als sessilem Organismus dient all dies dazu, die Beschaffung knapper Ressourcen zu optimieren bzw. toxische Substanzen mit minimalem Energieaufwand zu vermeiden, um Wachstum und Fortpflanzung zu ermöglichen. Aus der Perspektive des Ökosystems wirken sich diese Prozesse nicht nur auf die Nettoprimärproduktion und die Zersetzung aus sowie auf die Quantität und Qualität des Lebensraums für Mikroorganismen, sondern auch auf den Transport von Wasser und Chemikalien im Boden. In der Arbeitsgruppe Boden-Pflanze-Interaktion entwickeln wir Methoden, um in situ für die Rhizosphäre und den Gesamtboden die Dynamik folgender Faktoren zu untersuchen:

  • physikalischen Eigenschaften (Lagerungsdichte und -struktur),
  • hydrologischen Eigenschaften (Verfügbarkeit und Verteilung von Wasser) und
  • chemische Eigenschaften (Konzentration und Verteilung von Nährstoffen und toxischen Elementen)
  • bzgl. Veränderung im Mikrobiom unterhalten wir zahlreiche Kooperationen um Methoden zur Erfassung der Interaktion Boden-Mikrobiom-Pflanze zu etablieren.


Im Labor- und Feldmaßstab versuchen wir zu quantifizieren, wie sich Veränderungen dieser Eigenschaften auf das Pflanzenwachstum und den Transport von Wasser und Chemikalien auswirken. Wir arbeiten an verschiedenen Fragen im Zusammenhang mit (i) der effizienten Nutzung knapper Ressourcen (Wasser, Nährstoffe), (ii) dem Nährstoffkreislauf für eine nachhaltige Produktion (Si), (iii) der Verfügbarkeit von Schadstoffen (As), (iv) Veränderung der Bodenstruktur durch Wurzeln, (v) Zusammenspiel von Pflanzen und Mikroben, (vi) dem Beitrag von Wurzeln zum Kohlenstoffeintrag und der Kohlenstoffspeicherung in Böden.



Wissenschaftler

Susanne
Dr. Susanne Schreiter
Wissenschaftlerin / Referentin Senatskommission
Eva
Eva Lippold
Wissenschaftlerin
Maxime
Dr. Maxime Phalempin
Wissenschaftler
Clayton
Dr. Jessica Clayton
Wissenschaftlerin
Dr. Juliane Horn
Wissenschaftlerin / Referentin Senatskommission
Veronic Töpfer
Wissenschaftlerin

Anne-Sophie Wachter

Doktorandin
Abebaw
Abebaw Misganaw Ambaw
Doktorand

Techniker

Eric
Eric Braatz
Alban Gebler

Alumni
Dr. Annika Klotzbücher
Dr. Nico Koebernick
Juliane Ackermann
Kristian Szegedi
Dr. Maik Lukas
Ina-Maria Zickenrott
Nico Schulze
Dr. Sebastian Blaser
Wei Gao
SPP2089

Rhizophere Spatiotemporal Organisation (SPP 2089)

This Priority Programme aims at the identification of spatiotemporal patterns in the rhizosphere and at the explanation of the underlying mechanisms.
Projektkoordination und Sprecher: Prof. Dr. Doris Vetterlein

P21 - Dynamics & Structure

Relevance of root growth and related soil structure formation for spatiotemporal patterns of chemical and biological properties and emergent system functions
Leitung: Prof. Dr. Doris Vetterlein, Prof. Dr. Robert Mikutta, Dr. Steffen Schlüter
Gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG

Senat

Ständige Senatskommission Transformation von Agrar- und Ernährungssystemen

Der Schwerpunkt der Ständigen Senatskommission Transformation von Agrar- und Ernährungssystemen (SKAE) liegt in der Beratung verschiedener Zielgruppen aus Politik, Wissenschaft und Gesellschaft zu Entwicklungen, die im Zusammenhang mit anstehenden Transformationen in den Agrar- und Ernährungssystemen stehen.
Projektkoordination und Sprecher: Prof. Dr. Doris Vetterlein

UFZ

GLIMPSE - Research Consortium

P3: Root-Soil Interactions

Root architecture, Soil structure dynamics, Soil moisture

Leitung: Dr. Steffen Schlüter (PI), Prof. Dr. Doris Vetterelin, Dr. Mika Tarkka
Gefördert durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

ordiamur

ORDIAmur

Induktion und Ätiologie von Nachbaukrankheit bei Apfel (ARD)
Leitung: Prof. Dr. Doris Vetterlein
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung - BMBF

Root2Res

Root2Res

Root2Res wird ein Paket von Lösungen zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von Fruchtfolgesystemen liefern, indem relevante Wurzelmerkmale im Hinblick auf die Auswirkungen des Klimawandels berücksichtigt werden.
Leitung WP5: Prof. Dr. Doris Vetterlein
Gefördert durch: EU

Rooted

Doctoral Network RootEd

This project is funded by the European Commission under the Horizon-MSCA-DN-2021 programme and will train a new generation of 10 high-achieving, doctoral researchers in plant and soil sciences.
Gefördert durch: EU

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