Adaptiert von: Peter M. Bierman und Carl J. Rosen. Nährstoffkreislauf und Aufrechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit in Obst- und Gemüsepflanzensystemen. Abteilung für Boden, Wasser und Klima, Universität von Minnesota. Erhältlich bei: http://www.extension.umn.edu/distribution/horticulture/m1193.html#nutcyc
Die Bodenfruchtbarkeit kann aufrechterhalten werden, wenn Nährstoffe effizient durch das Bodennahrungsnetz und das Boden-Pflanzen-Tier-System recycelt werden. Der Nährstoffkreislauf wird zweckmäßigerweise in Diagrammen dargestellt, die von sehr einfach reichen (Abb. 1) bis hin zu extrem komplexen (Fig. 2).
Grundlegender Pflanzennährstoffkreislauf
Der grundlegende Pflanzennährstoffkreislauf unterstreicht die zentrale Rolle der organischen Bodensubstanz. Der Kreislauf vieler Pflanzennährstoffe, insbesondere N, P, S und B, folgt eng Teilen des Kohlenstoffkreislaufs. Pflanzenreste, tierische Abfälle und andere pflanzliche Lebensmittel werden in den Boden zurückgeführt. Dieser organische Pool von Kohlenstoffverbindungen wird zur Nahrung für Bakterien, Pilze und andere Zersetzer. Wenn organisches Material in einfachere Verbindungen zerlegt wird, werden Pflanzennährstoffe in verfügbaren Formen zur Wurzelaufnahme freigesetzt, und der Zyklus beginnt von vorne. Pflanzenverfügbares K, Ca, Mg, P, S und einige Mikronährstoffe werden auch freigesetzt, wenn sich Bodenmineralien und Niederschläge auflösen, was erhebliche Verluste für das System darstellt.
Stickstoffkreislauf
Der Stickstoff (N)-Zyklus (Abb. 2) ist der komplexeste Nährstoffkreislauf. N existiert in vielen Formen, verschiedenen physikalischen Zuständen sowie sowohl organischen als auch anorganischen Verbindungen, so dass Transformationen zwischen diesen Formen den N-Zyklus eher einem Labyrinth als einem einfachen, kreisförmigen Zyklus ähneln lassen. Biochemische Transformationen von N, wie Nitrifikation, Denitrifikation, Mineralisierung, Immobilisierung (Assimilation) und N-Fixierung, werden von einer Vielzahl von bodenbewohnenden Organismen durchgeführt. Physikalische Umwandlungen von N umfassen mehrere Formen, die Gase sind, die sich frei zwischen Boden und Atmosphäre bewegen. Obwohl der N-Zyklus sehr komplex ist, ist er wahrscheinlich der wichtigste Nährstoffzyklus, den es zu verstehen gilt. Dafür gibt es zwei Gründe:
- N ist normalerweise der wachstumslimitierendste Pflanzennährstoff in terrestrischen (Land-) Ökosystemen und
- N in der Nitratform ist sehr löslich und einer der mobilsten Pflanzennährstoffe im Boden, so dass er leicht aus dem Boden verloren gehen und zu einer Verunreinigung in benachbarten Wasserstraßen werden kann.
Nährstoffkreislauf ist nicht 100% effizient. Es gibt immer einige Verluste oder „Lecks“ aus den Kreisläufen, selbst für natürliche Ökosysteme. Eine sorgfältige Überwachung der Bodennährstoffe ist wichtig für die Aufrechterhaltung eines nachhaltigen Pflanzenwachstums in vielen verwalteten Ökosystemen. Kooperative Erweiterungsprogramme in Ihrer Region können zusätzliches Fachwissen zur Verwaltung und Überwachung von Böden bereitstellen, die aufgrund von Änderungen der Temperatur und der Wasserverfügbarkeit geändert werden können.
Angepasst für eXtension.org von Sabrina Kleinman, Universität von Arizona
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