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Wechselwirkungen zwischen der Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und dem Nährstoffhaushalt des Standorts

Aufgrund des Klimawandels gestaltet sich die Wahl der geeigneten Baumartenmischung auf einigen Standorten zunehmend schwierig. Durch ihre hohe Trockenheitstoleranz sowie der Möglichkeit einer erfolgreichen Mischung mit Buche eignet sich die Douglasie in Deutschland potentiell als Baumart im sich ändernden Klima. Die Standortsansprüche der Douglasie wurden in der Vergangenheit häufiger untersucht, es bestehen aber nach wie vor Defizite in der differenzierten Beurteilung speziell der Nährstoffansprüche dieser Baumart. Vor allem der Phosphorbedarf der Douglasie ist hoch, was standortsabhängig zu Mangelzuständen führen kann. Über die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort bzw. den Nährstoffhaushalt gibt es widersprüchliche Forschungsergebnisse. Verschiedene Arbeiten liefern Hinweise auf einen deutlich veränderten Stickstoffhaushalt in Douglasienbeständen. Dies kann langfristige Auswirkungen auf die Vitalität, Nährstoffgleichgewichte, den Stickstoffaustrag ins Grundwasser, auf die Mykorrhizen-Gemeinschaft, sowie auf Treibhausgasemissionen haben. Gesamtziel des Projektes ist es, Aufschluss sowohl über die Auswirkungen des Standortes auf die Vitalität der Douglasie, als auch die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort zu erlangen. Im Mittelpunkt des Projektes steht der Nährstoffhaushalt, der eine wichtige Rolle für die Vitalität und Stabilität von Wäldern spielt. Durch verbessertes Wissen über die Nährstoffansprüche der Douglasie und die Risikofaktoren einer Veränderung des Standorts durch die Douglasie kann der Anbau auf eine bessere ökologische Grundlage gestellt und standortsspezifische Entscheidungsgrundlagen bereit gestellt werden.

Oekologische Begleituntersuchungen zum Fichte/Erle-Mischungsversuch auf Pseudogley-Standorten

Soll die Fichte auf stauwasserbeeinflussten Boeden auch in Zukunft noch eine Bedeutung als Wirtschaftsbaumart behalten, so muessen von Fichten dominierte Bestaende fruehzeitig stabilisiert werden. Ein Moeglichkeit dazu ist die Mischung mit Baumarten, welche in der Lage sind, Boeden tief und intensiv zu durchwurzeln. Fuer die Roterle liegen Hinweise vor, dass sie auch die Stauhorizonte durchwurzelt. Neben einer stabilisierenden Wirkung durch den Wasserverbrauch und einer guenstigen oekochemischen Beeinflussung durch ihre milde Streu, soll langfristig durch die Durchwurzelungsdynamik die Bodenstruktur verbessert werden. Gleichzeitig geht aus der Literatur aber auch hervor, dass die Roterle in den Stickstosshaushalt eingreift und die pH-Werte in der Bodenloesung absenkt, dass die Basensaettigung abnimmt und die Aluminiummobilitaet waechst bei gleichzeitig abnehmender Phosphorverfuegbarkeit. Daher wird das waldbauliche Konzept der Fichten/Erlen-Mischung auf seine wasserhaushaltsbeeinflussenden und oekochemischen Auswirkungen hin ueberprueft.

Nebenwirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf Stickstoffumsetzungen im Boden und die Stickstoffversorgung von Pflanzen

Es wird die Beeinflussung von Nitrifikationsvorgaengen durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln geprueft und die Auswirkung auf die Naehrstoffversorgung von Pflanzen sowie deren Entwicklung verfolgt.

Spurengasflüsse und Stickstoffumsetzungen in stark verwitterten Böden unter Regenwaldtransformationssystemen

An allen 32 Standorten soll Folgendes durchgeführt werden: (a) bodenphysikalische und -chemische Analysen bis zu einer Tiefe von 2 m anhand einer Kombination aus falsche Zeitreihen- und longitudi-nalen Ansätzen; (b) Messungen mikrobiell gesteuerter Stickstoffumsetzungen im Boden und mikro-bieller Biomasse im Oberboden; (c) ganzjährige in-situ Messungen von NO, N2O, CH4 und CO2- Flüssen sowie Messungen der entsprechenden Einflussgrößen; (d) Entwicklung von Regressionsmo-dellen zwischen jährlichen Spurengasflüssen und einfach zu messenden Proxy- Variablen der Kont-rollgrößen im Boden; und (e) Messungen der Boden-CH4 und -CO2-Flüsse sowie in-situ Inkubationen von Epiphyten auf Ölpalmen.

Stimulation des mikrobiellen Stickstoffkreislaufs in aquatischen Sedimenten durch bioturbierende Makroinvertebraten

Bioturbierende Makroinvertebraten können den mikrobiellen Stickstoffkreislauf in aquatischen Sedimenten vermutlich erheblich stimulieren. Vor dem Hintergrund der hohen Belastung limnischer und brackiger Ökosysteme mit Nitrat und Ammonium kommt diesem Phänomen eine überaus wichtige ökosystemare Funktion als Senke für anorganische Stickstoffverbindungen zu. Der eigentliche Ort der stimulierten mikrobiellen Stoffumsetzungen, das Ökosystemkompartiment 'Wohnröhre' (gemeinsames Habitat von Makroinvertebraten und Mikroorganismen) ist in bisherigen Studien fast immer ausgeklammert worden, so dass keine Details über das quantitative Ausmaß der dort stattfindenden Prozesse bekannt sind. Daher soll die mikrobielle Lebensgemeinschaft der Wohnröhren bioturbierender Makroinvertebraten erstmals mit moderner Methodik auf (1) struktureller Ebene (Fluoreszuenzin-situ-Hybridisierung und Mikroautoradiografie) und (2) funktioneller Ebene (Mikrosensorentechnik) in Labor- und Freilandexperimenten untersucht werden.

Forschergruppe (FOR) 2337: Denitrifikation in landwirtschaftlichen Böden: Prozesssteuerung und Modellierung auf verschiedenen Skalen (DASIM), Teilprojekt: Biogeochemie der Denitrifikation, von Pflanzen-Boden-Inkubationsstudien zur ökosystemaren biogeochemischen Modellierung

Das Projekt, Biogeochemie der Denitrifikation, von Pflanzen-Boden-Inkubationsstudien zur ökosystemaren biogeochemischen Modellierung, fokussiert auf die Entwicklung und Anwendung von Pflanzen Boden Inkubationskammern, basierend auf der Helium (He)Gasflusstechnik, zur Identifizierung und Charakterisierung der Bedeutung von Pflanze-Mikroorganismen-Interaktionen in der Rhizosphäre im Zusammenhang mit denitrifikatorischen Stickstoffumsetzungen und Gasbildung (NO, N2O, N2). Unsere zentrale Hypothese ist, dass pflanzliche Photosynthese und Denitrifikation in der Rhizosphäre eng gekoppelt abläuft, mit Wurzelexudation als bestimmender Faktor. Experimente werden mit 3 DASIM-Böden und zwei Pflanzenarten (Weidelgrass und Weizen) durchgeführt, wobei eine Anzahl verschiedener Umweltbedingungen (Temperatur, Bodenfeuchte), Pflanzenentwicklungsstufen und Atmosphärenzusammensetzungen getestet werden. In enger Kooperation mit den anderen Mitgliedern der Forschergruppe werden zudem die Dynamiken von Wurzelexudation sowie zentrale mikrobielle Umsetzungsprozesse erfasst, Stickstoffbilanzen erstellt und Methodenvergleiche durchgeführt. Die Resultaten der eigenen experimentellen Arbeiten sowie der der anderen involvierten Forschungsgruppenmitglieder werden für die Weiterentwicklung des Denitrifikations-.sowie des Bodenphysikmoduls des biogeochemischen Modells LandscapeDNDC genutzt.

Überschuss der Stickstoff-Flächenbilanz der Landwirtschaft in den Kreisen für die Jahre 1995-2023 (3-jährige Mittelwerte) (Datensatz)

Die Stickstoff-Gesamtbilanz (synonym: Hoftorbilanz, Sektorbilanz, Stoffstrombilanz) für die Landwirtschaft umfasst die drei Komponenten: Flächenbilanz (Pflanzen- bzw. Bodenproduktion), Stallbilanz (tierische Erzeugung) und Biogasbilanz (Erzeugung von Biogas). Für regionale Gliederungen unterhalb der Ebene des Bundesgebietes, das heißt für Bundesländer, Kreise oder Gemeinden, können nach wie vor aufgrund der eingeschränkten Datenverfügbarkeit im Regelfall nur Flächenbilanzen ermittelt werden. Grundsätzlich ist an regionalisierte Bilanzierungen die Forderung zu stellen, dass sich mit der jeweiligen Methodik ein annähernd identischer Wert des Flächenbilanzüberschusses berechnet (in der Summe über alle regionalen Einheiten im Bundesgebiet) wie für Deutschland als Ganzes. Die Zeitreihe des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL 2024) für das Bundesgebiet ist dabei als Referenzwert anzusehen. Der N-Überschuss der Flächenbilanz entspricht der Differenz zwischen den N-Zufuhren und den N-Abfuhren auf der landwirtschaftlich genutzten Fläche der Kreise während eines Bilanzjahres. In der vorliegenden Berechnung beinhaltet der Flächenbilanz-Überschuss den Eintrag von Stickstoff in den Boden (i) ohne Abzug der NH3-Verluste, die bei der Ausbringung von Wirtschaftsdünger, Gärresten und Mineraldünger auf der Fläche auftreten, sowie (ii) ohne Abzug von N2-, NOX- und N2O-Emissionen aus dem Boden, die in Folge von Nitrifikation und Denitrifikation entstehen. Weiterhin werden die N-Verluste infolge des Abbaus der organischen Bodensubstanz in anmoorigen und Moor-Böden unter Acker- und Grünland-Nutzung nicht berücksichtigt.

Untersuchungen ueber den Einfluss von Standort, Witterung und Bewirtschaftungsmassnahmen auf den Stickstoffhaushalt von Obstanlagen

Der Stickstoff-(N)-Haushalt weist in Obstanlagen grosse Unterschiede auf je nach Art der Standortsverhaeltnisse, der Witterung und der Bewirtschaftungsmassnahmen. Diese Unterschiede an Beispielen zu erfassen und auszuwerten als Grundlage fuer die Bemessung einer den Forderungen nach hohen Ertraegen, hoher Qualitaet und verminderter Gewaesserkontamination Rechnung tragenden Duengungspraxis, ist das Ziel des Vorhabens. Dazu werden in langfristigen Untersuchungen auf verschiedenen Standorten bei unterschiedlicher Bodenpflege und Duengung N-Vorrate, N-Nachlieferungsraten und N-Gehalte des Draenwassers ermittelt. Das Schwergewicht liegt dabei auf der Ermittlung der N-Nachlieferung durch den Brutversuch. Die Untersuchungen werden ergaenzt durch Bestimmungen des N-Gehaltes der Obstbaumblaetter und des Grasunterwuchses.

Untersuchungen zur Kompostierung von Klaerschlamm nach dem ALBERS-Verfahren: Stickstoffhaushalt und Schwermetalle

Schicksal von eingebrachten Schwermetallen bei zwoelfmonatiger Kompostierung von Klaerschlamm mit Stroh und Zusatzstoffen (Verfahren AIBERS)

Wechselwirkungen zwischen der Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und dem Nährstoffhaushalt des Standorts, Teilvorhaben 1: Nährstoff- und Treibhausgasdynamik

Aufgrund des Klimawandels gestaltet sich die Wahl der geeigneten Baumartenmischung auf einigen Standorten zunehmend schwierig. Durch ihre hohe Trockenheitstoleranz sowie der Möglichkeit einer erfolgreichen Mischung mit Buche eignet sich die Douglasie in Deutschland potentiell als Baumart im sich ändernden Klima. Die Standortsansprüche der Douglasie wurden in der Vergangenheit häufiger untersucht, es bestehen aber nach wie vor Defizite in der differenzierten Beurteilung speziell der Nährstoffansprüche dieser Baumart. Vor allem der Phosphorbedarf der Douglasie ist hoch, was standortsabhängig zu Mangelzuständen führen kann. Über die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort bzw. den Nährstoffhaushalt gibt es widersprüchliche Forschungsergebnisse. Verschiedene Arbeiten liefern Hinweise auf einen deutlich veränderten Stickstoffhaushalt in Douglasienbeständen. Dies kann langfristige Auswirkungen auf die Vitalität, Nährstoffgleichgewichte, den Stickstoffaustrag ins Grundwasser, auf die Mykorrhizen-Gemeinschaft, sowie auf Treibhausgasemissionen haben. Gesamtziel des Projektes ist es, Aufschluss sowohl über die Auswirkungen des Standortes auf die Vitalität der Douglasie, als auch die Auswirkungen des Douglasienanbaus auf den Standort zu erlangen. Im Mittelpunkt des Projektes steht der Nährstoffhaushalt, der eine wichtige Rolle für die Vitalität und Stabilität von Wäldern spielt. Durch verbessertes Wissen über die Nährstoffansprüche der Douglasie und die Risikofaktoren einer Veränderung des Standorts durch die Douglasie kann der Anbau auf eine bessere ökologische Grundlage gestellt und standortsspezifische Entscheidungsgrundlagen bereit gestellt werden.

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