Der menschliche Einfluss durch Landnutzung hat global zu starken Veränderungen in der Bodenentwicklung geführt und verursachte Verluste von Kohlenstoff aus terrestrischen Ökosystemen. Trotz relativ langsamer netto-Änderungen ist organische Bodensubstanz eine der wichtigsten Speichergrößen für Kohlenstoff. Der heutige Stand der Forschung zeigt dass die Größe der Quellen- oder Senkenfunktion von Böden für atmosphärisches Kohlenstoffdioxid von Bodeneigenschaften abhängt, die wiederum das Ergebnis pedogenetischer Prozesse sind. Bisher wurden allerdings Landnutzung und Kohlenstoffspeicherung kaum hinsichtlich ihrer Verbindung mit pedogenetischen Prozessen erforscht. Ein Grund ist sicherlich dass es kaum Referenzflächen gibt, die sicher als natürlich bezeichnet werden können aber trotzdem vergleichbare Bedingungen zu genutzten Flächen aufweisen. In der Region Cusco in den peruanischen Anden haben wir solche natürlichen Flächen identifizieren können. Sie liegen an abgelegenen Berghängen und sind nur mit Bergsteigerausrüstung zu erreichen, sind aber direkt mit Flächen benachbart die seit Jahrtausenden durch extensive Weidewirtschaft gekennzeichnet sind. Unsere Hypothesen lauten (a) Landnutzung und assoziierte Veränderungen in der Vegetation beeinflussten die Bodenentwicklung so stark dass sich in natürlichen und genutzten Böden unterschiedliche Klassifikationseinheiten entwickelten und (b) Landnutzung und veränderte Bodenentwicklung haben die relative Bedeutung von Mechanismen der Stabilisierung organischer Bodensubstanz verschoben. Um diese Hypothesen zu untersuchen werden Bodenklassifizierung und Indikatoren der Profilentwicklung genutzt und mit der Verteilung der organischen Bodensubstanz in Fraktionen unterschiedlicher Stabilisierungsmechanismen in Verbindung gebracht. Die Verbindung von Aspekten der Bodengenese mit der Stabilisierung der organischen Bodensubstanz wird das Verständnis des menschlichen Einfluss auf Kohlenstofffestlegung im Boden verbessern und kann somit helfen Strategien zu entwickeln die den Landnutzungsinduzierten Verlust von Kohlenstoff in die Atmosphäre verringern.
Biokomposte werden infolge des steigenden Mengenaufkommens zukuenftig vermehrt in der Landwirtschaft Verwendung finden muessen. Gleichzeitig geht jedoch die Akzeptanz bei Landwirten, Biokompost als Duengemittel einzusetzen, zurueck. Gruende sind u.a. Informationsdefizite bezueglich der positiven Wirkungen einer Biokompostduengung sowie Schwierigkeiten, die mit der Kompostduengung verbundene Schwermetallbelastung realistisch einzuschaetzen. In einem praxisnahen laengerfristig angelegten Duengungsversuch soll deshalb die Duengewirkung von Biokomposten (Einsparung von Mineralduengern) und andere positive Wirkungen einer Kompostduengung wie verbesserte Bodenstruktur, erhoehte biologische Aktivitaet oder Hemmung von Krankheitserregern demonstriert werden. Gleichzeitig soll die Schwermetallbelastung der Nahrungskette ueberprueft werden, wobei auch der Einfluss einer veraenderten Humusbilanz auf die Schwermetallmobilitaet untersucht wird. Den Schwerpunkt der Untersuchungen bilden Fragen zur langfristigen Stickstoffdynamik und Humusbilanz.
In dem praxisnahen langfristig angelegten Düngungsversuch wird die Düngewirkung von Biokomposten und andere positive Wirkungen einer Kompostdüngung wie z.B. die verbesserte Bodenstruktur untersucht. Ab 2004 wird zusätzlich die Nachhaltigkeit hoher Kompostgaben auf die N-Versorgung ermittelt. Gleichzeitig soll die Schwermetallbelastung der Ernteprodukte überprüft werden. Schwerpunkt der Untersuchungen bilden Fragen zu N-Dynamik und Humushaushalt, wobei eine Modellierung dieser Prozesse und deren Validierung anhand von Versuchsergebnissen geplant sind. In 2008 soll eine 'Inventur des Versuches im Rahmen einer Masterarbeit erfolgen.
Problemstellung: Die Bodenfruchtbarkeit hängt maßgeblich vom Humusgehalt ab, der eine bedeutende Rolle für Nährstoff- und Wasserspeicherung des Bodens übernimmt und als Kohlenstoffsenke dient. Bei der landwirtschaftlichen Produktion von Biomasse wird Humus abgebaut und Nährstoffe bei der Ernte vom Feld gefahren. Die Rückführung von Nährstoffen und humusbildenden Substanzen ist somit Grundlegend für eine nachhaltige Bewirtschaftung landwirtschaftlich genutzter Flächen. Ob und in welcher Menge diese Rückführung in Form von Gärresten aus der Biogasproduktion langfristig ausreichend sein kann, ist derzeit noch offen. Besonderes Augenmerk muss auf Nutzungsrichtungen wie BtL-Produktion (biomass to liquid) liegen, bei der keine humuswirksamen Reststoffe anfallen. Zielsetzung: Das Ziel dieses 10-jährigen Versuchs ist die Überprüfung der langfristigen Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Produktion von Silomais und Weizen zur Verwertung als Ausgangssubstrate für Biogas und BtL. Dazu wird eine zweigliedrige Fruchtfolge mit und ohne Strohabfuhr mit unterschiedlichen Stufen organischer Düngung über Gärreste und Rindergülle sowie ausschließlich mineralischer Düngung verglichen. Umfangreiche Erhebungen zum Humusgehalt und den Humusfraktionen, den bodenphysikalischen Eigenschaften sowie dem Bodenleben stehen im Fokus. Zum Ende der Versuchslaufzeit sollten erwartete Veränderungen der Bodeneigenschaften messtechnisch nachweisbar sein, so dass die nutzungsbedingten Produktionstechniken auf ihre langfristige Anwendbarkeit bewertet werden können. Arbeitsschwerpunkte: Untersuchung unterschiedlicher Stufen organischer Düngung im Vergleich zu ausschließlich mineralischer Düngung im Hinblick auf Langzeiteffekte an vier bayerischen Standorten - Vergleich der Strohabfuhr bzw. Ganzpflanzenernte gegenüber dem Strohverbleib auf dem Feld - Einfluss unterschiedlicher Düngevarianten und Nutzungspfade auf bodenphysikalische und -chemische Eigenschaften durch Untersuchungen hinsichtlich Nmin- und Humusgehalte zur Erstellung von Nährstoff- und Humusbilanzen sowie Aggregat- und Texturzuständen - Effekte unterschiedlicher Düngevarianten und Nutzungspfade auf bodenbiologische Eigenschaften durch Untersuchungen der Meso- und Lumbricidenfauna sowie der mikrobiellen Aktivität.