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Abstract

The utilization of plant- and soil-C by the microbial biomass in the rhizosphere of maize plants was investigated as a function of root proximity. The plants were cultivated in pots with divided root chambers and their shoots supplied with 14CO2 for 23 days. Subsequently the individual soil zones were analyzed for organic C, 14C, biomass C and biomass 14C.

Plant roots induced a 197% increase in microbial biomass and a 5.4% decrease in soil organic C compared with an 1.2% decrease in the unplanted control soil. The contributions of plant- and soil-C to this increased microbial growth amounted to 68% and 32% respectively. Biomass-14C corresponded to 1.6% of the total photosynthetically fixed 14C, to about 15% of the organic 14C-input into the rhizosphere and to 58% of the plant carbon remaining in soil after the removal of roots. 20% of this biomass-14C was found outside the immediate root zone.

These results demonstrate that growing roots are a significant C-source for the microbial biomass and render an additional fraction of soil-C available to microbial utilization. The efficiency of C-utilization by the rhizosphere biomass is lower than values obtained with liquid cultures in laboratory experiments. The supply of plant-C to the microbial biomass outside the immediate root vicinity indicates that the overall volume of the maize rhizosphere is greater than what has been supposed so far.

Einfluß von Pflanzenwurzeln auf den Kohlenstoffumsatz der mikrobiellen Biomasse des Bodens

In dieser Arbeit wurde die Verwertung von Pflanzen- und Boden-C durch die mikrobielle Biomasse in der Rhizosphäre von Maispflanzen in Abhängigkeit von der Wurzelnähe untersucht. Hierzu wurde Maispflanzen in Gefäßen mit geteiltem Wurzelraum 23 Tage lang 14CO2 angeboten. Anschließend wurden die einzelnen Bodenzonen auf organischen C, organischen 14C, Biomasse-C und Biomasse-14C untersucht.

Durch Bepflanzung stieg die mikrobielle Biomasse um 197%, gleichzeitig nahm der Boden-C um 5,4%, in der unbepflanzten Variante dagegen nur um 1,2% ab. Der Zuwachs an Biomasse-C stammte zu 68% aus Pflanzen-14C und zu 32% aus Boden-C. Der Biomasse-14C entsprach 1,6% des gesamten photosynthetisch gebundenen 14C und machte 58% des nach Entfernung der Wurzeln im Boden verbliebenen Pflanzen-C aus. Bezogen auf den organischen C-Eintrag in die Rhizosphäre errechnete sich ein Ausnutzungskoeffizient der 14C-markierten Biomasse von 15%. 20% des Biomasse-14C befanden sich außerhalb der unmittelbaren Wurzelzone.

Diese Ergebnisse zeigen, daß Pflanzenwurzeln eine bedeutende C-Quelle für die mikrobielle Biomasse sind und darüber hinaus eine Fraktion des Boden-C für die mikrobielle Nutzung erschließen. Der Ausnutzungskoeffizient der Biomasse im Boden ist niedriger als bei Flüssigkulturen im Labor. Die mikrobielle Verfügbarkeit von Pflanzen-C auch außerhalb der unmittelbaren Wurzelzone läßt darauf schließen, daß das Gesamtvolumen der Mais-Rhizosphäre größer ist als bisher angenommen.