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Mechanisierte Pflanzverfahren mit alternativen Bodenrestaurationstechniken in der Eifel und im Soonwald

Die Bodenbearbeitung im Wald - auch zur Kulturvorbereitung - ist heftig umstritten. Daher werden die boden- und pflanzenkundlichen Auswirkungen der nachfolgend genannten Verfahren untersucht: - Lochpflanzung mit Erdbohrer (mit und ohne Pflanzlochkalkung); - modifiziertes ENTENPFUHLER Baggerpflanzverfahren (Bearbeitung im winternassen Zustand); - PEIN-PLANT-Rotavator (Bearbeitung des sommertrockenen Bodens, eine Wintervariante war technisch nicht moeglich); - KROHN'sche Fraese (mehrere Bearbeitungsgaenge des abgetrockneten Bodens) - nur im Forstamt Salmtal. Erste Ergebnisse lassen folgende Einschaetzungen zu: Aus bodenphysikalischer Sicht verschlechtert die Baggerpflanzmethode die Bodenverhaeltnisse durch Verdichtungserscheinungen im Bearbeitungs- und in den Randbereichen. Sowohl die KROHN-Fraese als auch der PEIN-PLANT-Rotavator lockern das Bodenmaterial deutlich auf und erzeugen eine stark poroese Bodenstruktur mit niedriger Lagerungsdichte. Die bodenmechanischen Parameter weisen fuer saemtliche Bearbeitungseingriffe teilweise erhebliche Stabilitaetsverluste des Bodens nach. Anhand der Untersuchung einer falschen Zeitreihe konnte aufgezeigt werden, dass der Meliorationserfolg bei der KROHN'schen-Fraese nicht laenger als sechs Jahre anhaelt. Danach verschlechtert sich die Naehrstoff und Bioverfuegbarkeit der organischen Substanz. Nach dem 6. Jahr laesst die verschlechterte Ernaehrungsituation erwarten, dass auch die Leistungsfaehigkeit der jungen Pflanzen zeitverzoegert abnehmen wird. Durch die Bodenbearbeitung wird die Lagerungsdichte kurzfristig verringert und das Grobporenvolumen erhoeht, gleichzeitig wird aber die fuer ungestoerte Waldboeden typische Bodenstruktur mit einem vernetzten Grobporensystem zerstoert (Verlust der Porenkontinuitaet) mit negativen Folgen fuer Milben, Collembolen und Enchytraeiden). In den bearbeiteten Varianten dominieren die euedaphischen und hemiedaphischen Lebensformen, wobei die epedaphischen Lebensformen in den Tiergruppen der Milben und Collembolen kaum vertreten sind, was wiederum auf den Verlust der Auflage und die Einmischung des organischen Materials zurueckzufuehren ist.

Gross N transformations and N2O fluxes in biochar-amended soils

Recently, the application of biochar to soils has been discussed as a win-win-win strategy to improve soil fertility, sequester carbon, reduce greenhouse gas (GHG) emissions, and to enable CO2-negative energy production from renewable feedstock. First results suggest that biochar application affects the N transformations in the soil - The interactions between biochar and soil N transformations are still poorly understood. The aim of this project is to quantify the simultaneously occurring gross N transformations and sources of N2O fluxes in soils after biochar application. The methodology developed by C. Müller and established at the Department of Plant Ecology (15N labeling-tracing-modeling) (2-5) will be used to investigate the effect of biochar on soil N dynamics. Three 15N-tracing studies will be conducted to evaluate the short-term, intermediate and longer-term effects of biochar on N dynamics: (1) a study using 15N-labelled biochars (adapt technique for biochar); (2) a study examining intermediateterm effects in a biochar-hydrochar field study that started in April 2011 at the Dept. of Plant Ecology, and (3) a study in an European field experiment where fully randomized biochar plots were installed in 2009. The study is designed in such a way that Bachelor- and Master studies will address certain aspects in support of the main study. A process-based understanding of the soil N dynamics is key to evaluate if biochar may be a suitable global-change mitigation tool.

Bodenrestauration beim Umbau von Fichte in buchenreiche Mischbestaende

Bodenentwicklung nach Einwirkung von Buchenblatt- und Wurzelstreu in Fichten-(Kiefern-)Reinbestaenden auf versauerten Waldboeden im Vergleich zum Fichten-(Kiefern-)Reinanbau.

Characterisation of antibiotic and antioxidant molecules in soil organic matter

The general objective of the research is to improve our understanding of organic matter stabilisation in soil. In addition to well established mechanisms of soil organic matter stabilisation such as bonding to minerals or inclusion in aggregates, the applicants recently have disclosed significant and varying antibiotic/antioxidative properties, which could confer inherent chemical stability. However, the molecular fundamentals of these properties are currently unknown. Therefore, specific objectives are: -Quantify antibiotic/antioxidant capacity of soil organic matter in a number of soils from experimental work in the UK and Germany.-Molecular characterisation and quantification of potential antibiotic and/or antioxidant molecules in those soils.-Assess the extent to which the molecules in (2) can account for the measured capacities in (1).-Assess the extent to which the molecules in (2) have been derived from lignin, tannin and/or other plant constituents.-Investigate which enzymatic reactions are affected by the effective molecules identified in (2) to (4).

Verwendung von Kompost im Garten- und Landschaftsbau

Teil 1: Bodenverbesserung bei Pflanzflächen für Stauden und Gehölze: Nur in wenigen Fällen trifft der Garten- und Landschaftsbau auf Standorte, die eine Bepflanzung bzw. Nutzung ermöglichen, ohne dass eine Regeneration gestörter Böden eingeleitet bzw. unterstützt wird. Das breit gefächerte Aufgabenfeld des Garten- und Landschaftsbaus beinhaltet somit - gleichsam als Vorbedingung für die Gestaltung von Freiräumen aller Art - umfangreiche Maßnahmen zur Herstellung geeigneter Vegetationstragschichten, wobei vorwiegend organische Masse verwendet wird. Der sich hieraus ableitende, hohe Bedarf an organischer Substanz prädestiniert den GaLaBau für die Kompostanwendung, wodurch in diesem Bereich erhebliche Mengen pflanzlicher Abfallstoffe dem Naturkreislauf nutzbringend wieder zugeführt werden können. Untersucht wird der langfristige Einfluss einer Kompostgabe zur Bodenverbesserung bei der Pflanzung von Stauden und Gehölzen. Teil 2: Substratbestandteil für Lärmschutzwände, Pflanzcontainer und Rasengittersteine: Aufgrund geringer Kosten werden im Garten- und Landschaftsbau häufig lokal angebotene Oberbodengemische als Vegetationssubstrat favorisiert. Diese Gemische enthalten jedoch häufig Unkrautsamen oder austriebsfähige Pflanzenteile und unterliegen zudem einem deutlichen Volumenschwund, da in Folge der Verarbeitung des Bodens ein Fragmentgefüge geschaffen wird, das sich mittel- bis langfristig als wenig beständig erweist. Durch die auftretende Sackung werden die ursprünglich günstigen physikalischen Eigenschaften der Substrate (z.B. Wasserdurchlässigkeit, Luftkapazität) stark beeinträchtigt. Zudem erschwert die - je nach Herkunft- meist sehr unterschiedliche Beschaffenheit des Oberbodens die Standardisierung von Substratmischungen erheblich. Derartige Substrate sind somit wenig geeignet, um eine dauerhaft optimale Entwicklung der Begrünung sicherzustellen. Gegenstand der Untersuchungen ist der langfristige Einfluss zielgerichtet konzipierter Kompostsubstrate zur Begrünung von Lärmschutzwänden, Pflanzcontainern und Rasengittersteinen.

Fraktionierung und Mobilität des Phosphors in Grünlandböden

P ist für alle Lebewesen ein lebensnotwendiges Nährelement. In terrestrischen Ökosystemen ist P häufig ein limitierender Nährstoff. Der P-Gehalt im Oberboden beeinflusst die Pflanzenartenvielfalt im Dauergrünland. P ist für die Eutrophierung von Oberflächengewässern hauptverantwortlich. Außerdem gehört P zu den knappen Rohstoffen. Die Preise für mineralische P-Dünger werden deshalb in Zukunft vermutlich weiter steigen. Ein effizienter Einsatz mineralischer P-Dünger ist daher sowohl aus Gründen des Natur- und Umweltschutzes als auch aus Kostengründen notwendig. Von einer ressourcenschonenden und umweltverträglichen Grünlandbewirtschaftung wird erwartet, dass die Düngung den P-Bedarf der Pflanzen deckt, gleichzeitig aber die P-Verluste durch Erosion, Abschwemmung und Auswaschung so gering wie möglich gehalten werden. Daher ist es notwendig, die Düngung an den zeitlichen und mengenmäßigen Nährstoffbedarf der Vegetation anzupassen. Um dieses Ziel zu erreichen, muss einerseits der saisonabhängige P-Bedarf der Pflanzen bekannt sein und andererseits die P-Dynamik im Boden berücksichtigt werden. Die P-Dynamik im Boden ist von vielen Bodeneigenschaften abhängig. Entscheidend sind vor allem pH-Wert, Bodenwasserhaushalt (Redoxpotential), Bodentemperatur und mikrobielle Aktivität (Phosphataseaktivität) im Boden. Für die Optimierung von P-Düngemaßnahmen sind daher Kenntnisse über die P-Dynamik im Boden und die verschiedenen P-Pools im Boden notwendig. Davon hängt die Ausnutzbarkeit und Ertragswirksamkeit der P-Dünger und somit die bedarfsgerechte Menge und der optimale Zeitpunkt der P-Düngung ab. Über die P-Dynamik im Boden in Abhängigkeit vom Bodenwasserhaushalt und die verschiedenen P-Pools in österreichischen Grünlandböden ist bisher noch wenig bekannt. Die Thematik ist aber von großer praktischer Relevanz, weil P ein knapper Rohstoff mit großer Umweltwirkung ist. Sowohl aus landwirtschaftlicher als auch aus wasserwirtschaftlicher Sicht stellen sich folgende Fragen: - Werden die verschiedenen P-Pools im Boden durch langjährige Düngung unterschiedlich angereichert? - Welchen Einfluss hat die Höhe der jährlich ausgebrachten P-Düngermenge? - Bestehen Unterschiede zwischen mineralischer und organischer Düngung? - Welche P-Pools im Boden werden bei fehlender Düngung bevorzugt abgereichert? - Bestehen hinsichtlich P-Pools Unterschiede zwischen verschiedenen Tiefenstufen im Boden? - Welchen Einfluss haben Grundwasserspiegelschwankungen und Veränderungen des Bodenwassergehaltes auf die P-Dynamik und P-Mobilität im Boden? - Haben feuchte und nasse Grünlandstandorte einen geringeren P-Düngerbedarf als wechselfeuchte oder frische Standorte? Für die Beantwortung dieser Fragen bieten sich Langzeitfeldversuche an. Langzeitfeldversuche wurden in Gumpenstein 1960 und in Admont 1946 angelegt. Die Düngungs- und Nutzungsgeschichte auf den einzelnen Versuchsparzellen ist bestens dokumentiert. (Text gekürzt)

Untersuchungen ueber die biologische Aktivitaet des Bodens bei Anwendung verschiedener Duengungs-, Bodenverbesserungs- und Pflanzenschutzmittel

Die biologische Aktivitaet ist von grosser Bedeutung fuer die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit. Auf diesem Gebiet bestehen aber noch sehr viele ungeloeste Probleme in bezug auf die Gesunderhaltung des Bodens auf lange Sicht und die Belastbarkeit des Bodens mit organischen Abfaellen und Pflanzenschutzmitteln. Die biologische Aktivitaet des Bodens ist ein wesentlicher Faktor im Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf in der Natur.

INSPIRE - BFD50: Nitratrückhaltevermögen

Die Verlagerung von Nitrat mit dem Sickerwasser ist als ausschlaggebender Faktor einer Grundwassergefährdung anzusehen. Sie steigt mit der Sickerwasserrate, die sich vor allem aus dem jährlichen Wasserbilanzüberschuss ergibt und verringert sich mit der Verweildauer des Wassers im Boden sowie dem dadurch vermehrten Nitratentzug durch die Pflanzen. Die Verweildauer hängt vor allem von der Feldkapazität ab, die für den durchwurzelbaren Bodenraum ermittelt wird. Das Nitratrückhaltevermögen nimmt bei stauwasserbeeinflussten Standorten durch potenzielle Denitrifikation und die längere Verweilzeit des Stauwassers im Wurzelraum (erhöhter Entzug durch die Pflanzen) zu. In tonreichen Böden, die zur Bildung von Trockenrissen neigen, kann es trotz hoher Feldkapazität bei Niederschlagsereignissen nach längeren Trockenzeiten zu einer Nitratverlagerung kommen. Derartige Böden (Pelosole, Terrae Fuscae) werden ebenfalls bei der Bestimmung des Nitratrückhaltevermögens berücksichtigt. Böden aus organogenen Substraten zeichnen sich grundsätzlich durch ein hohes Rückhaltevermögen aus. Aufgrund ihres erhöhten Mineralisationspotenzials ist aber eine Gefährdung des Grundwassers (z.B. nach einer Melioration) nicht auszuschließen. Diese Standorte sind ebenfalls gesondert gekennzeichnet. Das erhöhte Mineralisationspotenzial wird aber bei der Einstufung nicht berücksichtigt.

Verwendbarkeit von Sekundaerrohstoffen im Landbau

a) Eine gefahrlose Verwendung von Abwasserklaerschlaemmen als Bodenverbesserungsmittel in der Landwirtschaft soll durch chemische Kontrollanalysen gewaehrleistet werden. Dabei werden Gesamtgehalt und z.Z. verfuegbare Mengen an Pflanzennaehrstoffen und verschiedenen Schadstoffen wie Blei und Cadmium ermittelt. Um aus den Analysendaten eines Schlamms gezielte Aussagen machen zu koennen, werden an verschiedenen Standorten Schlamm, Boden und Ernteprodukt ueber einen laengeren Zeitraum untersucht. Dadurch sollen praktische Hinweise fuer Anwendungsmenge und -dauer auf verschiedenen Boeden und zu verschiedenen Kulturen erhalten werden. b) Die Beseitigung von Baggergut aus Fluessen und Stauseen kann teilweise durch die Landwirtschaft erfolgen. Hierbei dient das Material entweder direkt als Pflanzsubstrat oder als Bodenverbesserungsmittel.

Auswirkungen von Kalkungsmassnahmen in verschiedenen Bestaenden des Kollektives 'Dauerbeobachtungsflaechen Waldschaeden'

Mit einer Kalkung soll versucht werden, die belasteten Waldbestaende vor weiterem Saeureeintrag zu schuetzen und in einen stabilen Zustand zu bringen. Neben den Effekten auf den Bodenzustand wird vor allem die Waldernaehrung beobachtet. Weiterhin unterliegen diese Bestaende der staendigen Kontrolle des Kronenzustandes.

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