Pflanzenkohle, ein Bodenmodifikator, der aus der Hochtemperaturbehandlung von Pflanzenstielen, abgestorbenen Ästen und anderer Biomasse gewonnen wird, wird häufig verwendet, um die Bodengesundheit zu verbessern und das Pflanzenwachstum zu fördern. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Anwendung von Biokohle kompakten Boden belüften, die Schüttdichte des Bodens verringern und mikrobielle Gemeinschaften im Boden erneuern kann. Neben ihrem hohen Kohlenstoffgehalt (>60 % Kohlenstoff) ist Pflanzenkohle reich an Nährstoffen wie Calcium, Kalium, Magnesium, Stickstoff und Phosphor und kann zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit, zur Förderung des Wurzelwachstums und der Nährstoffaufnahme sowie zur Erhöhung der pflanzlichen Biomasse eingesetzt werden Ertrag. Pflanzenkohle beeinflusst auch die Stickstoffumwandlungen im Boden und reduziert nachweislich N₂O-Emissionen durch Beeinflussung der Nitrifikationsraten. Dies stellt die Anwendung von Biokohle als Mittel dar, um die nachteiligen Umweltauswirkungen zu reduzieren, die durch die übermäßige Verwendung von kommerziellem Düngemittel verursacht werden. Studien zu den Vorteilen der Biokohle-Änderung mit simulierter Stickstoffablagerung haben sich jedoch hauptsächlich auf landwirtschaftliche Nutzpflanzen wie Mais und Reis konzentriert, während Studien zum Wachstum von Baumarten noch ausstehen

In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Hou et al. untersuchten die Wirkung der Kombination von Biokohle-Zusatz und simulierter Stickstoffablagerung auf das Wachstum von Pekannuss-Setzlingen bei unterschiedlichen Dosen. Unter der kombinierten Behandlung mit einem geringen Grad an Pflanzenkohlezusatz und einem hohen Grad an stimulierter Stickstoffablagerung verbesserten sich die Höhe der Sämlinge, die Photosyntheserate und der Gesamtchlorophyllgehalt am meisten im Vergleich zur Behandlung mit Pflanzenkohle allein. Die Biokohle-Änderung milderte den antagonistischen Effekt der simulierten Stickstoffablagerung, die die Absorption von Phosphor, Kalium und Eisen unterdrückte. Die Anwendung sowohl der Biokohle-Ergänzung als auch der simulierten Stickstoffablagerung auf das Wachstum von Sämlingen war additiv. Die agronomische Bewirtschaftung von Pekannussplantagen erfordert eine sorgfältige Planung der Düngemittelanwendung, die entsprechend den Entwicklungsphasen der Pekannusspflanzen durchgeführt wird. Die vorliegende Arbeit könnte als wichtige Grundlage für ein Düngemanagement dienen, das die Ausbringung von Pflanzenkohle mit N-Applikation einbeziehen und dadurch den Düngereinsatz auf dem Feld reduzieren könnte.

Forscher-Highlight

Kean-Jin Lim ist in Malaysia aufgewachsen. Er begann seine Arbeit als Forscher in Finnland im Jahr 2006 und promovierte 2017 in Biotechnologie an der Universität Helsinki. Kean-Jin zog Ende 2018 nach Hangzhou, China. Er ist derzeit außerordentlicher Professor an der Zhejiang A&F University und arbeitet in Zhengjia Wangs Gruppe. Er interessiert sich für Bioinformatik, Pflanzen(forst)genetik und funktionelle Genomik.

Zhengjia Wang ist in China aufgewachsen. 2006 schloss er sein Studium an der Beijing Forestry University mit einem Doktortitel in Biochemie und Molekularbiologie ab. 2008 führte er seine Postdoktorandenausbildung an der Pennsylvania State University durch. Zhengjia ist jetzt Professor an der Zhejiang A&F University und Leiter der Pecan (Hickory)-Forschungsgruppe. Als talentierter junger Forscher gewann er mehrere Jugendpreise der Provinzregierung von Zhejiang. Er interessiert sich für wirtschaftliche forstgenetische Züchtung und Pflanzenentwicklungsbiologie.

Das Forschungsteam konzentriert sich auf Pekannussblüten (Hickory), Früchte/Nüsse und Pflanzenentwicklung. Die Gruppe nutzt Molekularbiologie, Bioinformatik, Biochemie und Next-Generation-Sequencing-Ansätze, um Gene oder Signalwege zu extrahieren und zu untersuchen, die die Zuchtqualität verbessern können.