Neue Ansätze zur Messung und Modellierung des Einflusses von Pflanzen auf die Denitrifikation

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Butterbach-Bahl; Professor Dr. Torsten Frosch
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270261188

Das Projekt P7 „Messung und Modellierung von Pflanzeneffekten auf Denitrifikation unter Einsatz innovativer Methodik“ fokussiert auf die Anwendung der in DASIM I entwickelten neuartigen Pflanzen-Boden Inkubationskammern. Dieses Inkubationssystem die Identifizierung und Charakterisierung der Bedeutung von Pflanze-Mikroorganismen-Interaktionen in der Rhizosphäre im Zusammenhang mit denitrifikatorischen Stickstoffumsetzungen und Gasbildung (NO, N2O, N2). In Ergänzung zu der bisher verwendeten He (Gasflusstechnik), bei der die Kammerluft durch ein N2-freies Gemisch aus He/O2 ersetzt wird um Messungen der N2 Produktion zu erlauben, werden wir zudem erstmals Raman Spektroskopie einsetzen, welche nach weiterer Entwicklung der Technologie direkte Messungen der N2 Produktion unter „normalen“ Atmosphärenbedingungen (ca. 20% O2/ 80% N2) erlauben soll. Die Erfolgsaussichten hierfür sind sehr hoch und wären ein extrem bedeutsamer Schritt hin zu bisher nicht möglichen direkten Messungen von Denitrifikation.Unsere zentrale Hypothese ist, dass pflanzliche Photosynthese und Denitrifikation in der Rhizosphäre eng gekoppelt ablaufen, mit Wurzelexudation als bestimmenden Faktor. Experimente werden im Labor und an Freiland-Lysimetern (Gesamt-N2-Bilanzen) in enger Koordination mit den anderen DASIM-Partnern durchgeführt. Die Resultate der eigenen experimentellen Arbeiten, sowie aufbauend auf Ergebnissen von Meß- und Modellansätzen der anderen involvierten Forschungsgruppenmitglieder, werden für die Weiterentwicklung des Denitrifikations- sowie des Bodenphysikmoduls des biogeochemischen Modells LandscapeDNDC genutzt, wobei das Modell zur Überprüfung der Eignung von neuen DASIM-Modellansätzen und zur Skalierung von Messergebnissen von der Mikro- bis zur Plotskala eingesetzt wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2337: Denitrification in Agricultural Soils: Integrated Control and Modelling at Various Scales (DASIM)
• Mitverantwortlich: Privatdozent Dr. Michael Dannenmann