Die Respiration konsumiert 30% bis 80% der gesamten Photosyntheseprodukte und ist damit neben der Photosynthese die wichtigste Bilanzgröße des pflanzlichen C-Haushalts. Respiration ist unmittelbar mit der Bereitstellung von Energie für Wachstum, Erhaltung und Abwehr - zentrale Prozesse der SFB-Fragestellung - verbunden. Bisher ist unbekannt, (1) inwiefern Stress (i.w.S.) generelle und direkte Auswirkungen auf die Höhe der Respirationsverluste des Individuums, die Höhe der Erhaltungskosten und die C-Nutzungseffizienz ("carbon use efficiency") hat. Unbekannt ist ebenfalls, (2) welche Auswirkungen Konkurrenz, Stress und Störung auf Größe und Umsatz der verschiedenen Substratpools der Respiration haben (Pool-Eigenschaften) und (3) inwiefern Wachstums-, Erhaltungs- und Abwehrprozesse um dieselben Substrate konkurrieren (funktionelle Trade-offs).

In Phase IV sollen die genannten Fragen (1 - 3) beantwortet und damit die zentrale Hypothese des SFB (Tradeoff zwischen Wachstum und Abwehr) bezüglich der Respiration geprüft werden. Direkte Stresseffekte auf die Respiration sollen von ontogenetischen Effekten getrennt werden.

Für die geplanten Analysen steht eine einzigartige Datengrundlage bereit: ca. 500 Datensätze aus Untersuchungen mit 6 kontrastierenden Pflanzenarten (Laub- und Nadelholz: Fagus silvatica, Picea abies; annuelle und perennierende Krautartige: Helianthus annuus, Medicago sativa; C3 und C4 Gräser: Lolium perenne, Paspalum dilatatum), welche - in verschiedenen Experimenten des SFB in Phasen I - III (B6, B11, B4, B5 und A6) und in unterschiedlicher Kombination - einem weiten Spektrum von Stress-, Störungs- und Konkurrenzszenarien (N-Mangel, P-Mangel, subambient CO₂, Ozon, Schwachlicht, Kühle/Wärme, Entblätterung, Mykorrhiza, Phytophtora citricola) ausgesetzt wurden. Wo nötig, werden die bestehenden Datensätze durch ergänzende Untersuchungen der Konstruktionskosten der Biomasse (an vorhandenem Probenmaterial) vervollständigt.

Für einen großen Teil der Experimente existieren zudem unikate ¹³C-Tracerkinetiken des respirierten CO₂ von Spross, Wurzel und Gesamtpflanze. Diese sollen mit kürzlich (Phase III) entwickelten Methoden der kompartimentellen Modellierung der Tracerkinetik ausgewertet werden, um so die Substratpools der Respiration zu charakterisieren (Größe, Halbwertszeit, Austauschraten). Diese Untersuchungen werden ergänzt durch Untersuchungen der ¹³C-Tracerkinetik von Saccharose, welche als universelles Transport-(und Speicher-)kohlenhydrat eine zentrale Bedeutung in der Versorgung von Erhaltungs- und Wachstumsprozessen auf dem Niveau der Gesamtpflanze hat. Für die Saccharoseextraktion und -analyse wird ebenfalls auf Probenmaterial aus zurückliegenden ¹³C-Experimenten zurückgegriffen. Schließlich werden die Eigenschaften der respiratorischen Pools mit denjenigen von Wachstumssubstratpools verglichen. Letztere werden aus Ergebnissen zur ¹³C- und ¹⁵N-Tracerkinetik wachstumsgebundener Substratflüsse in Wachstums-zonen von Gräsern (Lolium perenne, Paspalum dilatatum) abgeleitet. Die Ergebnisse dieser Vergleiche gestatten Rückschlüsse auf die funktionelle Identität der respiratorischen Substratpools (Wachstum bzw. Erhaltung) und beantworten die Frage, ob Wachstums- und Erhaltungsprozesse um dieselben Substrate konkurrieren. 

Die Ergebnisse zu den Effekten von Stress und Ontogenie auf die Höhe der Respirationsverluste, die Erhaltungsrespiration und die C-Nutzungseffizienz werden mit Modellprognosen der Projekte C2, C3 und B5 verglichen. Mit seinen Untersuchungen über Allokation, biosynthetische Effizienzen und die funktionell-stoffliche Identität respiratorischer Substratpools steht das Teilprojekt B6 an der Schnittstelle zwischen dem biochemisch/molekular ausgerichteten A-Bersich und den auf physiologisch-morphogenetische Mechanismen ausgerichteten B-Bereich des SFB.