Institut für Bodenkunde
Knöllchenseneszenz: Ein Schlüsselfaktor für den biogeochemischen Stoffhaushalt in der Rhizosphäre von Leguminosen
28. November 2025
Foto: UHH/IfB/E. Albrecht
Wurzelsystem einer Cowpeapflanze in drei Entwicklungsstadien: beginnende Knöllchenbildung, maximale Knöllchenbildung und beginnende Knöllchenalterung.
Elisa Albrecht und Joscha Becker von der Bodenkunde der Universität Hamburg sowie Maire Holz vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) in Müncheberg haben kürzlich ihre Studie „Spatio-temporal distribution of enzyme activities in cowpea rhizosphere – the role of plant growth stages and nodule senescence“ in Soil Biology and Biochemistry veröffentlicht. Die Arbeit untersucht, wie die Alterung der stickstofffixierenden Knöllchen den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im Boden von Kuhbohnen beeinflusst, welche auf den sandigen Böden Namibias angebaut werden.
Mithilfe eines Rhizobox-Experiments und In-situ-Zymographie über frühe vegetative, Blüh- und Reifestadien hinweg analysierte das Team zentrale Enzyme des C- und N-Umsatzes und verfolgte Veränderungen in den biochemischen Bodeneigenschaften. Während die Enzymaktivitäten an Wurzel- und Knöllchenoberflächen während der Pflanzenentwicklung relativ stabil blieben, nahmen die Aktivitäten im umgebenden Boden, insbesondere von β-Glucosidase und Chitinase, zum Reifestadium deutlich zu. Der Effekt war in sandigen Böden am stärksten ausgeprägt, wo die Knöllchenseneszenz ausgeprägte Enzymaktivitätssteigerungen auslöste und damit auf eine verstärkte Zersetzung organischer Substanz und Nährstofffreisetzung hinweist.
Diese Ergebnisse unterstreichen, dass die Knöllchenseneszenz ein wichtiger, bislang jedoch unterschätzter Treiber biogeochemischer Bodendynamiken ist und eröffnen neue Möglichkeiten für das Management der Bodenfruchtbarkeit in nährstoffarmen, semi-ariden Umgebungen.
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