Nitrifikation als Funktion von Nährstofflimitierung und Stöchiometrie

• Antragsteller: Dr. Rüdiger Reichel
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420421262

Der landwirtschaftliche Einsatz von Dünger-N steigt stetig und erhöht nicht nur die pflanzliche N-Versorgung, sondern auch die vieler natürlicher Bodenmikroorganismen, wie etwa Nitrosomonas und Nitrobacter. Dabei können Nitrat (NO3-) und Lachgas (N2O) entstehen, die Gewässer bzw. die Atmosphäre belasten können. Sowohl heterotrophe als auch nitrifizierende Mikroorganismen benötigen eine bestimmte C:N:P-Stöchiometrie für den Aufbau von Biomasse. Die meisten Nitrifizierer sind autotroph und beziehen Energie zum Wachstum aus der N-Oxidation (NH3) und C aus anorganischem CO2, und sind damit im Gegensatz zu vielen heterotrophen Mikroorganismen unabhängig von organischen C-Ressourcen. Dies könnte bei einsprechender N- und P-Verfügbarkeit vorteilhaft für autotrophe Nitrifizierer sein, aber auch die Verluste an NO3- und N2O erhöhen. Das Projekt folgt der zentralen Hypothese, dass organische C-Limitierung und N:P-Stöchiometrie die Bildung von N2O und NO3- sowie die Anzahl an autotrophen Nitrifizierern beeinflussen. Mittels kontrollierter Laborexperimente werden die Faktoren N:P-Stöchiometrie und organische C-Limitierung isoliert betrachtet. Hierzu werden NO3-, N2O, C:N:P-Stöchiometrie, mikrobielle Nährstofflimitierung und die Abundanz der autotrophen Nitrifizierer bestimmt. Es wird erwartet, dass die C:N:P-Stöchiometrie einen signifikanten Einfluss auf die N-Dynamik und folglich auf die landwirtschaftliche Stickstoffnutzungseffizienz hat, insbesondere während des Abbauphasenübergangs hin zur mikrobiellen C-Limitierung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen