Wirkung der Kaliumdüngung auf die Kaliumverfügbarkeit in der Rhizosphäre von Raps

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Abstract
Um die Pflanzenverfügbarkeit von Kalium zu quantifizieren, wurde die Veränderung des Kaliumgehaltes im wurzelnahen Boden untersucht. Hierzu wurden junge Rapspflanzen in Gefäßen angezogen, in denen ein feinmaschiges, horizontal gespanntes Netz die Wurzeln vom Boden trennt; nur die Wurzelhaare gelangen durch das Netz. Der angrenzende, wurzelnahe Boden wurde mit einem Mikrotom in Schichten von etwa 0,1 mm Dicke zerlegt und sein K‐Gehalt bestimmt.Durch die Kaliumaufnahme der Pflanzen wurde der Kaliumgehalt des Bodens in Wurzelnähe stark vermindert; es entstanden charakteristische Verarmungsprofile. In einem Lehmboden, der durch K‐Düngung oder Vorbepflanzung auf unterschiedliche Kaliumgehalte gebracht worden war, senkten die Pflanzen den Gehalt an austauschbarem K in Wurzelnähe auf übereinstimmende Restwerte von 150 μmol K/100 g Boden ab. Die pro Einheit des wurzelnahen Bodens verfügbare K‐Menge stieg daher mit dem K‐Gehalt des Bodens an. Außerdem nahm mit dem K‐Gehalt auch die räumliche Ausdehnung der Verarmungszonen zu und zwar von 4,6 auf 6,3 mm Entfernung von der Wurzeloberfläche. Das Bodenvolumen, das zur K‐Versorgung eines Wurzelabschnitts beiträgt, erhöhte sich dadurch von 0,7 auf 1,2 cm3 Boden pro cm Wurzel. Die Kombination beider Effekte, d. h. die pro Einheit Wurzellänge aus der austauschbaren Fraktion abgegebene K‐Menge stieg mit dem K‐Gehalt um den Faktor 20 an, während sich der Gehalt an austauschbarem K nur um das 4,5‐fache unterschied.Der Entzug der Pflanzen stimmte nach viertägiger Versuchszeit nur bei der gedüngten Variante mit der Abnahme der austauschbaren K‐Menge des Bodens überein. Die Pflanzen der übrigen Versuchsglieder hatten erhebliche Mengen an nichtaustauschbarem Kalium aufgenommen. Dieser K‐Anteil stammte aus dem Boden, der weniger als 1,5mm von der Wurzel entfernt war.Die räumliche Ausdehnung der K‐Verarmungszonen nahm auch infolge einer Düngung mit Natrium‐ oder Magnesiumchlorid zu. Dies beruht auf dem Austausch von K‐Ionen durch andere Kationen. Er führt zur Erhöhung der K‐Konzentration der Bodenlösung, der Verringerung der K‐Pufferung und dadurch zur Verstärkung der K‐Diffusion im Boden.Die Ergebnisse führen zu dem Schluß, daß Pflanzen den Boden nicht gleichmäßig entleeren. Während der wurzelnahe Boden bis weit in den nichtaustauschbaren Anteil ausgeschöpft wird, bleibt im wurzelferneren Boden selbst das austauschbare K ungenutzt. Die für einen Wurzelabschnitt verfügbare K‐Menge ist daher abhängig von– dem Grad der Absenkung der K‐Konzentration im wurzelnahen Boden und– der räumlichen Ausdehnung der Verarmungszone, d. h. von dem Bodenvolumen, das zur Kaliumversorgung beiträgt.Beide Faktoren werden durch den K‐Gehalt des Bodens und damit auch durch K‐Düngung erheblich beeinflußt.