Demand, Dominic and Schack-Kirchner, Helmer and Lang, Friederik
(2015)
Mikrodialyse zur Messung des diffusiv verfügbaren Phosphats.
In: Jahrestagung der DBG 2015: Unsere Böden - unser Leben, 05.-10.09.2015, München.
Abstract
Da die Verfügbarkeit von P hauptsächlich durch die Fixierung limitiert wird, findet man Phosphat in der Bodenlösung meist nur in sehr geringen Konzentrationen. Eine Strategie der Pflanzen könnte es daher sein, organische Säuren wie Citrat abzugeben um Phosphat zu desorbieren. Inwieweit eine solche Mobilisierungsstrategie funktioniert, ist jedoch entscheidend davon abhängig wie P in Abhängigkeit von der Bodenstruktur verteilt ist. Eine Methode, die kleinräumige Messungen ermöglicht und die natürliche Bodenstruktur nur minimal beeinflusst, ist die Mikrodialyse, eine etablierte Methode aus der Pharmakokinetik. Sie basiert auf einem diffusiven Stofffluss durch eine semipermeable Membran. Durch ihre miniaturisierte Bauweise wird auch der Chemismus der Bodenlösung nur kleinsträumig beeinflusst. Existierende Studien zur Mikrodialyse in Böden beschränken sich auf Stickstoffspezies und Schwermetalle. Theorie und erste experimentelle Erfahrungen zur Mikrodialyse im Bezug auf Boden-P stellen wir hier vor. Trotz erheblicher methodischer Herausforderungen durch sehr geringe Konzentrationen im Dialysat, kleine Probevolumina oder Interaktion zwischen Bodenlösung und Membran, erweist sich die Mikrodialyse auch für Phosphat als wertvolle komplementäre Methode zur Aufklärung von Prozessen der Nährstoffnachlieferung und -verfügbarkeit. So erlaubt das Verfahren bei Anwendung einer verlängerten Dialysezeit erstmals auch die Quantifizierung der diffusiven Nachlieferung. Die Messungen wurden dabei mit einem finite Differenzen Diffusionsmodell auf Plausibilität überprüft. Außerdem erlaubt die Mikrodialyse mittels Retrodiffusion auch die Abgabe von Stoffen an die Bodenlösung und damit die modellhafte Simulation von Rhizosphärenprozessen. So konnte durch Retrodiffusion von Citrat die Nachlieferung von Phosphat erhöht werden. Abschließend wird diskutiert, inwieweit für Mikrodialyse von Phosphat ein standardisiertes Messprotokoll entwickelt werden kann.
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