Mineralisierung, Stabilisierung und Remobilisierung von organischer Substanz in Mikrohabitaten - die Rolle von Mikroorganismen in Kohlenstoff- und Energieflüssen (MicroHabits)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Ellen Kandeler; Dr. Sven Marhan; Dr. Christian Poll
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465120774

Die Bedeutung von Bodenmikroorganismen für die Kohlenstoffmineralisierung und -stabilisierung wird zunehmend erkannt und durch das Konzept der mikrobiellen C-Pumpe beschrieben. Allerdings sind die zugrundeliegenden Mechanismen und Einflussfaktoren bis heute nur unzureichend verstanden und die meisten Studien haben sich in der Vergangenheit nur auf spezifische Aspekte der C-Dynamik konzentriert. Wir planen, diese Lücke zu schließen, indem wir das Konzept der mikrobiellen C-Pumpe auf drei wichtige Mikrohabitate anwenden, um den Kohlenstofffluss während der Phasen der C-Mineralisierung (Detritusphäre), der C-Stabilisierung (Mineraloberflächen) und der C-Remobilisierung (Regenwurmkot) zu verstehen. Die neue Herausforderung für den aktuellen Antrag besteht darin, unser konzeptionelles Verständnis zu verbessern, indem wir die C- und mikrobielle Dynamik mit Energieflüssen und thermodynamischen Prinzipien verknüpfen. Wir werden diese Herausforderung in einer Reihe von Mikrokosmos-Experimenten angehen, in denen wir den 13C- und Energiefluss von Zellulose und Maisstreu in verschiedene Pools verfolgen und dabei isotopische (vollständige Massenbilanzen einschließlich 13Cmic, 13C PLFA, 13C Amino-Zucker, 13Corg, 13C-EOC) mit kalorimetrischen (Wärmeproduktion) und molekularbiologischen (qPCR, Illumina PCR-Amplikon-Sequenzierung, DNA-SIP) Methoden kombinieren. Analysen von Nematoden werden den C- und Energiefluss in höhere trophische Ebenen aufzeigen. Ein Teil unseres Antrags ist eines von drei komplementären Kernexperimenten, die zusammen den gesamten potentiellen Datenraum der im SPP vorgeschlagenen Böden, Substrate und Randbedingungen abdecken. Die in diesen Kernexperimenten gewonnenen Daten werden für das gesamte SPP zur Verfügung stehen. Zusammenfassend wird unser Projekt zum Verständnis der Bedeutung von spezifischen Mikrohabitaten für die mikrobielle Rolle der C-Stabilisierung im Boden beitragen.

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