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s/organische-bodensubstanz/Organische Bodensubstanz/gi

Bodenempfindlichkeit: Erodierbarkeit durch Wind

Die Anfälligkeit eines Standortes für die Erosion durch Wind ergibt sich aus der Erodierbarkeit der Böden und nimmt mit der Erosivität des Windes am Standort zu (zunehmendes Jahresmittel der Windgeschwindigkeit, DIN 19706). Die Erodierbarkeit der Böden durch Wind nimmt vom Anteil an Ton über Lehm und Schluff zu Sand an der Bodenmatrix zu und wird zusätzlich von der organischen Substanz beeinflusst.

Kalkduengung mit Huetten- und Mischkalk auf extrem leichten Boeden

Auswirkungen der Kalkgaben auf Bodeneigenschaften (Rohhumus), Ertragsbildung und Pflanzengesundheit.

Untersuchung der Mineralisation der organischen Substanz in Buntsandstein-, Muschelkalk- und Keuperboeden; Containerversuch im Freiland

1. Untersuchung des Einflusses des Ausgangsgesteins und der Bodenart, des Humusgehaltes, der Witterungsverhaeltnisse sowie der mineralischen N-Duengung auf die Mineralisation der organischen Substanz des Bodens. 2. Pruefung der Verlagerung und des Austrags von Nitrat-Stickstoff. 3. Untersuchung der Zusammenhaenge zwischen Stickstoffangebot im Boden und der N-Aufnahme durch die Rebe. - Die o.g. Zielsetzungen sollen in einem 3-faktoriellen Versuch mit folgenden Faktoren geprueft werden: Faktor A: Bodenausgangsgesteine: 1. Buntsandstein, 2. Muschelkalk, 3. Gipskeuper. Faktor B: 1. ca. 1 v.H. Humus, 2. ca. 2 v.H. Humus. Faktor C: 1. 0 kg N/ha, 2. 120 kg N/ha. - Die Versuchskombinationen werden in 6 Wiederholungen angelegt. Jeweils 3 WH werden bereits ab dem Anlagejahr mit jeweils einer Pfropfrebe bepflanzt. Die Bepflanzung der uebrigen 3 WH erfolgt nach 3-jaehriger Versuchszeit. Der Rauminhalt der Container betraegt 0,6 m3.

14C content of specific organic compounds in subsoils

Organic matter (OM) composition and dynamic in subsoils is thought to be significantly different from those in surface soils. This has been suggested by increasing apparent 14C ages of bulk soil OM with depth suggesting that the amount of fresh, more easily degradable components is declining. Compositional changes have been inferred from declining ä13C values and C/N ratios indicative for stronger OM transformation. Beside these bulk OM data more specific results on OM composition and preservation mechanisms are very limited but modelling studies and results from incubation experiments suggest the presence and mineralization of younger, 'reactive carbon pool in subsoils. Less refractory OM components may be protected against degradation by interaction with soil mineral particles and within aggregates as suggested by the very limited number of more specific OM analysis e.g., identification of organic compound in soil fractions. The objective of this project is to characterize the composition, transformation, stabilization and bioavailability of OM in subsurface horizons on the molecular level: 1) major sources and compositional changes with depth will be identified by analysis of different lipid compound classes in surface and subsoil horizons, 2) the origin and stabilization of 'reactive OM will be revealed by lipid distributions and 14C values of soil fractions and of selected plant-specific lipids, and 3) organic substrates metabolized by microbial communities in subsoils are identified by distributional and 14C analysis of microbial membrane lipids. Besides detailed analyses of three soil profiles at the subsoil observatory site (Grinderwald), information on regional variability will be gained from analyses of soil profiles at sites with different parent material.

Bedeutung des Bodenwasserhaushalts und der Sauerstoffverfügbarkeit bei der Ausbildung von Humusformen in Wäldern

Die Humusform ist das Resultat der am Standort wirkenden Faktoren einschließlich der dort tätigen Bodenorganismen. Die Humusformenansprache kann daher als integrierende Methode zur Bewertung von Standorten herangezogen werden. Bisher ist nur für die terrestrischen Humusformen die Wechselbeziehung zwischen Morphologie und Standortfaktoren genauer charakterisiert. Systematische Untersuchungen zu Feucht- und Nasshumusformen fehlen. Die an Feucht- und Nassstandorten in der Regel erfolgende Akkumulation organischer Substanz ist nicht primär auf den (zeitweise) herrschenden Wasserüberschuss, sondern auf den damit einhergehenden Sauerstoffmangel zurückzuführen. Eine getrennte Betrachtung der beiden Parameter ist daher notwendig. An acht verschiedenen feuchten und nassen Waldstandorten in Nordrhein-Westfalen soll die Humusform makro- und mikromorphologisch beschrieben und mit wesentlichen Standortmerkmalen in Beziehung gesetzt werden. Des weiteren soll die Regenwurmzönose, als wichtiger Vertreter der Zersetzergemeinschaft, aufgenommen und ihre Wechselwirkungen mit den Standorteigenschaften und der Humusform untersucht werden. Um den Einfluss des Sauerstoffs unabhängig vom Wassergehalt auf die Profilmorphologie nachzuweisen, sollen Langzeitversuche durchgeführt werden. Über Diffusionsversuche im Labor soll außerdem die Bedeutung der Profilmorphologie für die Sauerstoffverfügbarkeit ermittelt werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Mikrobielle Umsetzung von Phosphor in Waldböden in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor

Bodenmikroorganismen können Phosphor (P) sowohl mobilisieren als auch immobilisieren und beeinflussen daher stark die P-Verfügbarkeit für Pflanzen. In diesem Projekt stellen wir die Hypothese auf, dass das Verhältnis vom mikrobiellen P zum labilen P, mit der Entwicklung von P erwerbenden zu P recycelnden Ökosystemen zunimmt. Mikrobielle und pflanzliche P-Aufnahme wird mittels 33P untersucht, der in pflanzlicher und mikrobieller Biomasse und in pflanzlichen und mikrobiellen Lipiden quantifiziert wird. In welchem Maß Mikroorganismen P während des Abbaus von organischer Bodensubstanz mineralisieren und immobilisieren, wird mit einem 14C/33P markiertem Monoester überprüft. Die saisonale Dynamik von tatsächlicher und potentieller P-Mobilisierung (33P-Verdünnung und Phosphatase-Aktivität) und mikrobieller P-Immobilisierung wird anhand von Böden, die den Übergang von erwerbenden zu recycelnden Ökosystemen repräsentieren, analysiert. Darüber hinaus wird der Beitrag des P aus der organischen Auflage zum mikrobiellen P anhand eines Feldexperiments untersucht. Die räumlichen Muster mikrobieller und pflanzlicher P-Mobilisierung in der Rhizosphäre werden anhand der Verteilung von saurer und alkalischer Phosphatase-Aktivität (Boden-Zymographie) und Rhizodeposition (14C-Imaging) analysiert.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Ein Modellansatz zur Kontrolle des Umsatzes von organischer Substanz im Ökosystem durch Nährstoffverfügbarkeit

Langzeitstudien legen nahe, dass erhöhte atmosphärische CO2 Konzentration und anhaltende Stickstoffdeposition zu einem erhöhten Maß der Phosphorlimitierung von Waldökosystemen führen könnte. Die Prozesse, die die biologische Verfügbarkeit beeinflussen, und ihre Abhängigkeit von der Bodenentwicklung und Verwitterung sind aber nur unzureichend verstanden. In der ersten Phase des SPP 1685 wurde ein einzigartiger Datensatz zum P-Kreislauf in akquirierenden (gekennzeichnet durch hauptsächlich verwitterungsbasierte P Verfügbarkeit) und rezyklierende (P Verfügbarkeit hauptsächlich durch organischen Umsatz) Ökosysteme gesammelt. In unserem Antrag möchten wir ein neues, prozess-basiertes Bodenmodell der biogeochemischen Kohlenstoff- (C), Stickstoff- (N), und P-Kreisläufe entwickeln, um diese Daten mittels numerischer Modellierung der wichtigsten biogeochemischen Prozesse in ein konsistentes Gesamtgefüge einzuordnen. Unsere Grundannahme ist, dass der Umsatz der organischen Substanz im Boden eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der P Verfügbarkeit entlang des Gradienten der geologischen P-Verfügbarkeit spielt. Daher werden wir auch neue Messungen des Kohlenstoffumsatzes mittels der 14C Methode an ausgewählten SPP 1685 Standorten vornehmen, um den Zusammenhang zwischen P-Verfügbarkeit und C-Umsatz besser zu verstehen. Die Prozessbeschreibung des organischen und anorganischen N und P Kreislaufes und der unterschiedlichen Nährstoffaufnahmekapazität von Pflanzen und Mikroorganismen für das neue Modell, wird auf einem existierenden, von uns entwickelten Bodenkohlenstoffmodell aufbauen. Dieses beschreibt Umsätze, Stabilisierung und Transport der organischen Substanz innerhalb des Bodenprofils. Mit diesem neuen Modell werden wir die Auswirkung unterschiedlicher verwitterungsbedingter P Verfügbarkeit auf die biologische P Verfügbarkeit insbesondere unter Berücksichtigung der Rolle des organischen Umsatzes untersuchen. Trotz unseres Bestrebens, das Modell einfach zu halten, sollte es in der Lage sein, die Ökosystemantwort auf die Düngeexperimente des SPP 1685 Phase II korrekt wiederzugeben. Die Modellentwicklung wird zu einem besseren Verständnis der Ursachen für den Übergang von akquirierenden zu rezyklierenden Ökosystemen beitragen. Die Modellentwicklung gibt darüber hinaus die Möglichkeit, die empirisch gewonnenen Erkenntnisse des SPP 1685 zu regionalisieren und auf Studien der Auswirkung von erhöhtem atmosphärischem CO2 und Stickstoffdeposition auf Waldökosysteme anzuwenden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1090: Böden als Quelle und Senke für CO2 -Mechanismen und Regulation der Stabilisierung organischer Substanz in Böden, Bestimmung und Modellierung der mittleren Verweilzeit molekularer Strukturbausteine der organischen Substanz in Böden

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Stabilität molekularer Strukturbausteine der organischen Substanz in Böden direkt zu bestimmen sowie den entsprechenden Kohlenstoffumsatz zu modellieren. Diese grundlegenden Informationen sind notwendig um den Stoffaustausch der organischen Substanz von Böden mit atmosphärischem CO2 abzuschätzen. Hierzu soll die von uns entwickelte Kopplung von Strukturanalyse und Isotopenverhältnis-Messung an Pyrolysebruchstücken eingesetzt werden. Anhand der natürlichen 13C-Markierung, die durch die Umstellung des 'Ewigen Roggens' auf Maismonokultur erfolgte, sollen Umsatzraten für die Strukturbausteine der organischen Substanz in Böden berechnet werden und durch substanzspezifische 14C-Altersbestimmung verifiziert werden. Dies ist notwendig, um anderen Kohlenstoffquellen wie z.B. hetero-, chemo- oder autotrophe CO2-Fixierung sowie weitere Stabilisierungsmechanismen (z.B. physikalische) aufklären zu können. In enger Kooperation mit anderen AG's des SPP sollen unsere Ergebnisse dazu beitragen, molekulare Mechanismen der Stabilisierung und ihre Regulation aufzuklären. Schließlich sollen unsere Ergebnisse genutzt werden, um das CENTURY-Modell weiterzuentwickeln.

Einfluss der Mykorrhizosphäre von Bäumen auf die Bodenentwicklung und Erosionsverminderung von Uran-Bergbaufolgelandschaften, TP A: Dendroanalyse, Bildung organische Bodensubstanz, Mykorrhizosphärenprozesse, (kolloidaler) Schwermetall/Radionuklid-Austrag & Drohnenbefliegungen

Der Einfluss von Bodenmikroorganismen auf die Mineralisierung organischer Substanz in Mikrohabitaten

Das Ziel dieses Projektes ist es, die Funktion von Bodenmikroorganismen für die Stabilisierung und die Mineralisierung von organischen Substanzen an der Grenzfläche zwischen Boden und Streustoffen zu ermitteln. Mit diesem Arbeitsschwerpunkt soll ein Beitrag zum Thema Nummer 1 'Stabilisierung durch strukturchemisch bedingte Eigenschaften (Rekalzitranz)' des DFG-Programmes geleistet werden. Mikrokosmosexperimente im Labor sollen den Zusammenhang zwischen der Sukzession von mikrobiellen Lebensgemeinschaften, der Substratverfügbarkeit an der Grenzfläche zwischen Streu und Boden und der Produktion von Bodenenzymen, die für den Abbau von organischen Verbindungen verantwortlich sind, klären. Ein besonderer Schwerpunkt soll darauf gelegt werden, den Zusammenhang zwischen Lokalisation und Funktion der Bodenorganismen in ihrem Habitat zu erfassen. Die Übertragbarkeit der in den Laborexperimenten gewonnen Daten auf die Situation im Freiland soll durch die Untersuchung der kleinräumigen Variabilität bodenmikrobiologischer Prozesse im Freiland (jeweils zwei ackerbauliche und zwei forstlich genutzte Standorte) überprüft werden. Ein ausgewählter Waldstandort soll zudem in allen Kompartimenten (Horizonte, Grenzschichten, Aggregatgrößenfraktionen) genauer betrachtet werden, um Aussagen über die quantitative Relevanz der einzelnen Vorgänge abzuleiten.

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