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Projekt
Räumliche Segregation, Substrat- und Nährstoffverfügbarkeit als limitierende Faktoren für den Kohlenstoffumsatz im Unterboden
Antragsteller
Professor Dr. Bernd Marschner
Fachliche Zuordnung
Bodenwissenschaften
Förderung
Förderung von 2013 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 207213200
Die räumliche Variabilität der Kohlenstoffverteilung und -flüssen ist im Unterboden generell viel höher als im Oberboden, da hier präferenzielle Fließwege, Wurzeln oder auch Behausungen von Bodentieren eine größere Rolle spielen. Die räumliche Trennung zwischen Konsumenten und Substraten ist daher in Unterböden eher die Regel als die Ausnahme. Wird dies als Erklärung für die vielfach beobachteten Homogenisierungseffekte bei ansonsten langsamen in-situ Umsatzraten herangezogen, müsste die Verteilung der "hot spots" relativ stabil sein und die "cold regions" für lange Zeit unbesiedelt bleiben. Die Rhizosphäre ist ein solcher hot spot, in dem die C-Einträge die SOC Zusammensetzung verändern und die mikrobielle Aktivität stimulieren. Andrerseits ist die mikrobielle Aktivität in Unterböden wohl häufig nährstofflimitiert, wie dies anhand von Enzymaktivitätsmustern und Inkubationsversuchen in der ersten Phase festgestellt wurde. Frische Substrateinträge in der Rhizosphäre könnten die notwendige Energie für die Mikroorganismen bereitstellen, um Enzyme für die Nährstofffreisetzung zu synthetisieren, oder aber die wurzelbürtigen Substrate verschärfen die Nährstofflimitierung und reichern sich daher in der Rhizosphäre an. Das Hauptziel der Aktivitäten dieses Projekts ist, Faktoren und Zusammenhänge zu identifizieren, die den scheinbaren Widerspruch zwischen hohen 14C-Altern der organischen Substanz in Unterböden und ihrer guten Mineralisierbarkeit oin Inkubationsversuchen erklären. Der Faktor "räumliche Trennung zwischen Konsumenten und Substraten" soll untersucht werden, indem neue bildgebende Verfahren zur Verteilung von Enzymaktivitäten und Substratmineralisationsmustern in ungestörten Bodenproben aus verschiedenen Tiefen eingesetzt werden. Ein weiterer Schwerpunkt dieses Projekts wird in der Charakterisierung von hot spots, vor allem der Rhizosphäre bezüglich von Enzymaktivitäten und limitierenden Faktoren liegen, was auch für die Weiterentwicklung des Rhizosphärenmoduls des COMISSION Models wichtig ist. Durch Bestimmung vom 14CO2 in Langzeitinkubationsversuchen soll weiterhin geklärt werden, ob vor allem frische C-inputs mineralisiert werden, oder auch "alter" Bodenkohlenstoff unter den Laborbedingungen labil ist. Wir werden auch die Enzymaktivitäten in Bodenlösungen aus den Observatorien im Grinderwald analysieren, um deren Verlagerungspotenzial zu ermitteln. Schließlich ist dieses Projekt durch Einsatz seiner spezifischen analytischen Werkzeuge an den meisten gemeinsamen Experimenten der Forschergruppe beteiligt.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
