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Zinc Interaction with Phosphorus in Root Uptake

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Zur Aufnahme von Phosphor und Zink in Pflanzenwurzeln

Phosphor (P) und Zink (Zn) sind essenzielle Nährstoffe für Pflanzen und beeinflussen maßgeblich die Qualität und Ertragsleistung. Zink ist auch für die Ernährung von Menschen und Nutztieren von Bedeutung. Problematisch ist jedoch, dass durch Phosphordünger zwar die Ernteerträge gesteigert werden, Agrarerzeugnisse dadurch aber auch weniger Zink enthalten, was Zinkmangel bei Mensch und Tier begünstigen kann.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen
Grundlagenforschung

Das EU-finanzierte Projekt ZIPRU (Zinc interaction with phosphorus in root uptake) untersuchte Wechselwirkungen im Mineralhaushalt von Wildkohl (Brassica oleracea), deren Zuchtform viele Kohlsorten wie Brokkoli, Kohl, Grünkohl und Blumenkohl umfasst. Bei neun B. oleracea-Genotypen wurden unterschiedliche Reaktionen auf Zn- und P-Dünger untersucht. Im Gewebe von Pflanzen, die auf landwirtschaftlichen Böden, kommerziellem Kompost, Nährlösung und blauem Keimungspapier kultiviert wurden, bestimmte man Ertragsleistung, Wurzelarchitektur und Zn- und P-Gehalt. Ein Topfversuch mit drei unterschiedlichen Bodentypen zeigte, dass die P- und Zn-Aufnahme stärker vom Bodentyp als vom P- und Zn-Dünger selbst abhängt. Bei kommerziellem Kompost wurde eine negative Korrelation zwischen der Zn-Konzentration und dem P-Gehalt in den Trieben bzw. Ausbeute festgestellt. Weiterhin zeigte eine Analyse der Zn-Aufnahme und Wurzelarchitektur in Hydrokultur, dass sich der C6-Genotyp durch mehr Biomasse, niedrigeren Zinkgehalt in Wurzeln und Trieben, stärkeres Ausscheiden organischer Substanzen aus den Wurzeln und weniger und kürzere Seitenwurzeln vom F103-Genotypen unterscheidet. Schließlich hat auch der Bodentyp mehr Einfluss auf die P- und Zn-Konzentration in Trieben von B. oleracea als die Düngung mit Phosphor und Zink. Wurden die Pflanzen jedoch mit Zn überdüngt, sanken P-Gehalt und Ausbeute bei B. oleracea, je höher der Zn-Gehalt in den Trieben war. Die Arbeit von ZIPRU wird Grundlage für neue Züchtungsprogramme sein, bei denen der Einsatz von P-Dünger reduziert und der Zn-Gehalt in den Trieben erhöht wird. Mit den Projektergebnissen kann der Einsatz von Zn- und P-Düngern optimiert werden, sodass letztendlich ertragreichere Agrarprodukte mit höherem Zinkgehalt gezüchtet, die Pflanzenproduktion maximiert und die Nährstoffversorgung für Mensch und Tier verbessert wird. Zudem wird der reduzierte Einsatz von P-Dünger eine nachhaltige und ressourcenschonendere Landwirtschaft fördern und zum Umweltschutz beitragen.

Schlüsselbegriffe

Phosphor, Zink, Nährstoffaufnahme in Wurzeln, Dünger, ZIPRU, Brassica oleracea

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