Effect of crop growth on the distribution and mineralization of soil sulfur fractions in the rhizosphere

Abstract

The effect of plant growth on the mineralization of organic matter and distribution of soil S fractions (plant available SO42—, adsorbed SO42—, carbon-bonded S, ester-bonded S, and residual-S) in the rhizosphere was studied in a greenhouse experiment using a rhizobag technique. In this study wheat, oilseed rape and radish were grown on two soils, a Haplic Acrisol and a Hortic Anthrosol. Significant differences between S fractions in the rhizosphere and non-rhizosphere were determined in dependence on soil type and crop species. In all cropped treatments lower amounts of ester-bonded S and higher levels of residual-S were found in the rhizosphere than in the non-rhizosphere, while the amount of carbon-bonded S fractions was similar. These results indicate firstly, that the arylsulfatase activity was higher in the rhizosphere than in the non-rhizosphere and secondly, that mass flow of SO42—-S to the rhizosphere increased after mineralization of residual-S. Compared to the non-vegetated soil, the ester-bonded S fraction of wheat and oilseed rape decreased in the rhizosphere revealing that the mineralization of organic S in the rhizosphere is related to the crop type. Einfluss des Pflanzenwachstums auf die Verteilung und Mineralisierung von Schwefelfraktionen in der Rhizosphäre Der Einfluss des Pflanzenwachstums auf die Mineralisierung organischer Substanz und die Verteilung verschiedener Schwefel-fraktionen (pflanzenverfügbarer S, adsorbierter S, C-gebundener S, Ester-gebundener S und Residual-S) in der Rhizosphäre und im nicht durchwurzelten Boden wurde in einem Gewächshausversuch untersucht, wobei eine ,Wurzelbeuteltechnik‘ angewandt wurde. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurden Weizen, Raps und Rettich auf zwei Böden, einem Haplic Acrisol und einem Hortic Anthrosol kultiviert. Signifikante Unterschiede bestanden zwischen den Gehalten der einzelnen Schwefelfraktionen in der Rhizosphäre und im nicht durchwurzelten Raum in Abhängigkeit vom Bodentyp und der Kulturart. Bei Pflanzenbewuchs waren im durchwurzelten Raum stets niedrigere Gehalte an Ester-gebundenem und höhere Gehalte an Residual-S zu finden als im nicht durchwurzelten Bodenbereich. Im Vergleich hierzu veränderten sich die Gehalte an C-gebundenem Schwefel nicht. Dies deutet darauf hin, dass die Arylsulfatase-Aktivität in der Rhizosphäre höher war als im nicht durchwurzelten Boden. Des weiteren scheint die Mineralisation von Residual gebundenem Schwefel zu einem erhöhten Massenfluss von Sulfat in den durchwurzelten Raum geführt zu haben. Die Ester-gebundenen Schwefelgehalte lagen in der Rhizosphäre von Weizen und Raps signifikant niedriger als im unbewachsenen Boden, wodurch kulturartspezifische Einflüsse auf die Mineralisation organisch gebundenen Schwefels deutlich werden.