Koordinationsfonds

• Antragsteller: Professor Dr. Sören Thiele-Bruhn
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465120347

Sonnenergie fließt in Form organischer Materialien (OM) auf dem Weg von der Primärproduktion bis zur Mineralisierung durch den Boden. Boden(mikro)organismen, angetrieben durch diese Energie, lenken den Fluss und tragen mit ihrer Bio- und Nekromasse selber zur OM bei. Um die Nutzung und Erhaltung von Energie (Energiebudgets) durch Mikrobiome im Kontext mit der Nutzung von Kohlenstoff, den biozönotischen Strukturen und den Ökosystem-Randbedingungen des Bodens in ihrem Zusammenwirken zu untersuchen, sollen thermodynamische Prinzipien in die Bodenforschung integriert werden.SoilSystems als Koordinierungsprojekt des SPP 2223 bietet den wissenschaftlichen und organisatorischen Rahmen für Forschungsprojekte im SPP, indem interdisziplinärer Wissensaustausch und Zusammenarbeit, Bereitstellung von Böden und Substraten, Datenerfassung und -aufbereitung, Synthese und Modellierung organisiert werden. Dies verantwortet ein Koordinierungsgremium, das von einem Assistenten unterstützt wird, der A) den wissenschaftlichen Fortschritt und B) das Management des SPP 2322 betreut.A) SoilSystems zielt darauf ab, die Bodenforschung durch Integration thermodynamischer Konzepte zu erweitern, indem Böden als energiebetriebene Systeme betrachtet werden. In einem Systemansatz werden Bilanzen der Gibbs-Energie- und Wärmeerzeugung mit (i) dem OM-Umsatz (Massenbilanzen, Pfade, Kinetik) und (ii) dem Mikrobiom (Aktivität, Funktionen, trophische Wechselwirkungen) verknüpft. SoilSystems beforscht dazu insbesondere mikrobielle Prozesse sowie Kohlenstoff- und Energieeffizienzen des Abbaus und der Stabilisierung von OM.Das Forschungskonzept wird in einem Projektverbund durch Inkubationsexperimente und Verwendung isotopenmarkierter Substrate mit definierten Energiegehalten und Molekülstrukturen realisiert. Ziel ist es, Verluste, Wirkungsgrade sowie Mechanismen der Energie- und Substanzspeicherung aufzuklären. Dazu werden thermodynamisch basierte Analysen und konzeptionelle Modelle mit zeit- und raumaufgelösten Beprobungen kombiniert. SoilSystems trägt damit wesentlich zum Verständnis der Energiespeicherung und von Stoffkreisläufen in terrestrischen Ökosystemen bei. Es ist die Schlüsselfrage zu beantworten:Was treibt die kombinierten Energie- und Stoffflüsse von Kohlenstoffumsatz und speicherung im Boden an: Mikrobiom, Energieeintrag, Mineralbestand, (Umwelt-) Randbedingungen oder Wechselwirkungen aller?B) Für eine optimale kooperative Forschung im SPP 2322, werden alle teilnehmenden Projekte durch die zentrale Organisation adressiert. Böden, Substrate und Kalorimeter werden über eine gemeinsame Versuchsplattform bereitgestellt. Daten werden in einer gemeinsamen Datenbank gespeichert und genutzt. Die Forschung wird durch externe Kooperationen und einen Mercator-Stipendiaten unterstützt. Projekttreffen laden zur Diskussion und Präsentation ein. Nicht zuletzt ermöglichen Gleichstellungsmaßnahmen eine uneingeschränkte Teilnahme an Forschung und akademischer Karriereentwicklung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2322: Systemökologie von Böden – das Mikrobiom und die Randbedingungen modulieren die Energieentladung
• Großgeräte: isothermisches Multikanalkalorimeter
• Gerätegruppe: 8640 Kalorimeter und Heizwertschreiber (außer 865, 866)