Eintrag und Umsatz von Kohlenstoff in Bioporen des Unterbodens

• Antragsteller: Professor Dr. Yakov Kuzyakov
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259990660

Der Kohlenstoff (C)-eintrag in den Unterboden und besonders die Wichtigkeit von Bioporen ist wenig erforscht. Ziel dieses Projektes ist es, den Beitrag der Bioporen zum C-Transport und C-Umsatz im Unterboden in Abhängigkeit von Feldfrüchten mit unterschiedlichen Wurzelsystemen zu bewerten. Biochemische Eigenschaften der Bioporen unterschiedlicher Herkunft (gebildet durch Regenwürmer, Wurzeln oder beides) werden im Detail untersucht. Der C-Umsatz in Bioporen unterschiedlicher Herkunft wird durch Inkubation und CO2-Analyse ermittelt. Mit Hilfe eines 13C-Markierungsexperiments, das im Feld auf den Fruchtfolgeflächen (CeFiT) durchgeführt wird, werden relative Anteile des C-Eintrags in den Unterboden bestimmt. Dabei wird die Abhängigkeit der C-Verlagerung vom Wurzelsystem und von der Bioporendichte untersucht. Die Nutzung der Rhizodeposite durch mikrobielle Gruppen in und außerhalb der Bioporen wird mittels 13C-PLFA-Analyse bestimmt. Darüber hinaus wird mit Hilfe der neu entwickelten Boden-Zymographie- Methode die Verteilung der Enzymaktivitäten um die Bioporen in situ gemessen. Die Bioporenbildung durch Vorfrüchte sowie deren Nutzung für das Wachstum der Hauptfrüchte wird mittels eines 14C-Puls-Markierungsexperiments und 14C-Imaging im Labor untersucht. Die Mykorrhizierung der Wurzeln in und außerhalb der Bioporen wird im CeFiT-Experiment analysiert und der Zusammenhang mit Bodentiefe, in Abhängigkeit von der Bodenfeuchte und dem Nährstoffgehalt des Oberbodens, bestimmt. Auf der Grundlage dieser Studien werden wir die Wichtigkeit der Bioporen für den C-Transport und C-Umsatz sowie für die mikrobielle Aktivität im Unterboden in Abhängigkeit von den Vorfrüchten quantifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Johanna Pausch