Ein neuer Bodentest könnte aufzeigen, wie Bodenmikroben Pflanzen bei der Ernährung unterstützen. )

Wissenschaftler haben eine Technik zur Messung von DNA-gebundenem Phosphor im Boden vereinfacht, was Aufschluss darüber geben könnte, wie Bodenmikroben die Pflanzenernährung unterstützen, so eine Studie im Journal of Agricultural and Marine Sciences. Der überarbeitete Ansatz behält die Präzision des Tests bei und reduziert gleichzeitig Kosten und Aufwand.

Dieser Ansatz kann Forschern helfen zu verstehen, wie dieser lebenswichtige Nährstoff innerhalb von Ökosystemen zirkuliert und die Landwirtschaft unterstützt. Phosphor spielt eine Schlüsselrolle im Pflanzenwachstum und in der Nahrungsmittelproduktion, doch die natürlichen Phosphorvorkommen der Erde sind begrenzt. Einblicke in die Art und Weise, wie die Substanz im Boden gespeichert, verändert und freigesetzt wird, sind entscheidend, um produktive Ackerflächen zu erhalten und gleichzeitig Abfall und Schäden für die Umwelt zu reduzieren.

Ein einfachere Test

Forscher der Sultan Qaboos University, des James Hutton Institute, der Environment Authority of Oman und weiterer Partner bildeten ein internationales Team für die Studie. Dieses Team verbesserte ein Laborverfahren zur Messung von DNA-gebundenen Phosphorwerten (DNA-P) in Bodenproben.

Diese Form von Phosphor ist an lebende Mikroorganismen gebunden und macht einen Teil des organischen Phosphorpools aus. Da Mikroben weiterhin Nährstoffe aufnehmen, verändern und freisetzen, liefert sie Informationen über den biologisch aktiven Teil des Bodenphosphorkreislaufs.

Wegfall von Enzymbehandlungen

Die größte Verbesserung resultierte aus dem Wegfall von Enzymbehandlungen, die zuvor Teil des Verfahrens waren. Das Team stellte fest, dass diese Behandlungen nicht benötigt wurden, was die Methode vereinfachte und kostengünstiger machte.

Ein verbleibender Schritt erwies sich als unerlässlich. DNA-gebundener Phosphor musste durch Ultrafiltration von anderen Verbindungen getrennt werden, die ebenfalls Phosphor enthalten. Ohne diese Trennung wären Messungen von DNA-P ungenau.

DNA-P in 32 Bodentypen

Forscher setzten den überarbeiteten Ansatz auf 32 unterschiedliche Bodenproben an, die im gesamten Vereinigten Königreich entnommen wurden. Sie stellten fest, dass DNA-P nur einen bescheidenen Teil des gesamten organischen Phosphors in diesen Böden ausmachte. Dennoch korrelierte die Menge an DNA-P stark mit einer Reihe von wichtigen Bodenmerkmalen, darunter pH-Wert, mikrobielle Biomassephosphor, organischer Stoffgehalt und Phosphor, der im Bodenwasser gelöst ist.

Wesentliche Ergebnisse

Hier ist eine Aufschlüsselung der wichtigsten Ergebnisse:

1. DNA-P machte nur einen kleinen Anteil des gesamten organischen Phosphors in den untersuchten Böden aus.
2. Seine Konzentration zeigte starke Beziehungen zum Bodensenkungswert (pH-Wert), der mikrobiellen Biomasse des Phosphors, dem Gehalt an organischer Substanz und dem in der Bodenwasser gelösten Phosphor.
3. Die Ultrafiltration blieb entscheidend, um DNA-gebundenen Phosphor von anderen phosphorhaltigen Verbindungen zu trennen.

Ein Blick in lebendige Böden

Die Beweise deuten darauf hin, dass DNA-P enger mit lebenden Bodenmikroorganismen verbunden ist als mit stabilen, langanhaltenden Phosphorreserven. Das bedeutet, dass es möglicherweise eine wertvolle Möglichkeit bietet, den aktiveren Teil des Phosphorkreislaufs zu betrachten, den Teil, der von mikrobiellem Leben geprägt wird.

Warum das wichtig ist

Dieser verbesserte Ansatz bietet Forschern ein praktischeres Mittel, um biologisch aktive Phosphorverbindungen in Böden zu untersuchen. Er könnte auch Ermittlern ermöglichen, zu untersuchen, wie sich mikrobielle Gemeinschaften auf die Menge des Phosphors auswirken, die Pflanzen zur Verfügung steht.

Angesichts der begrenzten Phosphorvorräte steht die Landwirtschaft unter zunehmendem Druck, dieses Wirtschaftsgut sorgfältiger zu verwalten. Eine verbesserte Messung dieses Nährstoffs würde daher an Bedeutung gewinnen. Die neue Methode könnte zukünftige Studien über die Bodengesundheit, den Düngemitteleinsatz und nachhaltigere Methoden der Nahrungsmittelproduktion unterstützen.

Wer die Arbeit geleistet hat

Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung von Margaret Massam, Daniel Menezes-Blackburn, Mohammed Al Kasbi, Catherine Wearing, Marc Stutter, Courtney Darch, Timothy S. George, Charles Shand, David Lumsdon, Martin Blackwell, Hao Zhang, Patricia Cooper, Renate Wendler, Lawrie Brown und Philip M. Haygarth führte die Studie durch. Ihre Ergebnisse wurden im Journal of Agricultural and Marine Sciences, Band 31, Ausgabe 1, mit der Identifikationsnummer 10.53541/2410-1079.1356 veröffentlicht.

Was als nächstes kommt

Die Kosten sind gesunken und das Verfahren hat sich vereinfacht, was bedeutet, dass nunmehr mehr Labore den Test durchführen können. Die Präzision und Sensitivität der Methode blieben bei der Vereinfachung erhalten, sodass die Ergebnisse weiterhin Bestand haben. Die Forscher entfernten unnötige Schritte und behielten dabei die dahinterliegende Wissenschaft intakt.

Ein echter Schritt nach vorne für eine Disziplin, die dies erfordert, bietet diese Entwicklung die Möglichkeit, eine endliche Ressource präzise zu verfolgen. Die weltweiten Phosphorvorräte sind begrenzt, und genaue Daten über dessen Bewegung könnten die Art und Weise, wie Landwirte damit umgehen, präzisieren.

Quelle: “New soil test could reveal how soil microbes help feed plants,” ScienceDaily.